第三代DNA测序技术——单分子实时测序和纳米孔测序

摘 要:

第三代测序技术真正实现了对每一条DNA分子的单独测序,有着更快的数据读取速度,应用潜能也势必超越先前的测序技术。第三代测序技术包括单分子实时测序技术和纳米孔测序技术。

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第三代测序技术真正实现了对每一条DNA分子的单独测序,有着更快的数据读取速度,应用潜能也势必超越先前的测序技术。第三代测序技术包括单分子实时测序技术和纳米孔测序技术。

一、单分子实时(single molecule real-timeSMRTDNA测序

SMRT测序技术是由美国太平洋生物科学公司(Pacific Bioscience)开发,被称为第三代测序技术。SMRT测序是基于边合成边测序的原理,被不同颜色荧光标记磷酸基团的核苷酸在聚合酶活性位点上和模板结合,不同核苷酸加入配对时会发出不同光,核苷酸类型可由光的波长和峰值来判断。由于在激光照射下,DNA聚合酶的活性逐渐减弱,所以合成DNA的长度有限,对酶的活性与稳定性的维持有重要意义。第一代商用的SMRT测序仪一次可同时进行大约75 000个单分子测序。2013年Chen等发表采用DNA聚合酶电导性的DNA测序方法。开创了单分子基因测序技术,加快了测序速度,降低了测序成本,无需添加荧光且提高了准确率。

二、纳米孔测序(nanopore sequencing

第三代DNA测序技术——单分子实时测序和纳米孔测序

纳米孔测序是由英国牛津纳米孔公司推出的技术,可直接解读DNA碱基。它以α-溶血素构建生物纳米孔,采用电泳技术,当DNA单链穿过纳米孔时,不同DNA碱基以不同方式干扰流过该孔的电流,通过电信号的差异就能检测出通过的碱基而实现测序。此法最大的优势是仪器构造简单,使用成本低廉,无需光学探测系统可直接测序,但其采用水解测序法,因而不能重复测序,精确度低。该公司公布了一段长度为48 000个碱基的DNA链的解读过程,这也是目前公布的DNA链中解读最长的一段。纳米孔测序可使测序成为常规检查,宣告了个性化医疗时代的来临。

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