高通量測(cè)序的前世今生

“高通量測(cè)序”這詞我想大部分人都不會(huì)感到陌生坦袍,因?yàn)楝F(xiàn)如今它算得上是一個(gè)比較熱門(mén)的領(lǐng)域苟蹈,但是您又知道多少關(guān)于高通量的知識(shí)呢葵擎?接下來(lái)小編來(lái)聊聊它的前世以及今生蜡豹,帶您走進(jìn)高通量測(cè)序的世界麸粮。

所有事物的出現(xiàn)都是有必然聯(lián)系的,不可能憑空出現(xiàn)镜廉。對(duì)于高通量測(cè)序而言也是一樣的弄诲。隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步,人們對(duì)環(huán)境中微生物的探索也從未終止過(guò)娇唯。先前依賴(lài)于傳統(tǒng)的平板純培養(yǎng)法齐遵,然而卻多達(dá)99%的微生物在現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)條件下無(wú)法得到培養(yǎng)鑒定。因此塔插,基于非培養(yǎng)方法的高通量測(cè)序技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生梗摇。


高通量測(cè)序技術(shù)(又稱(chēng)下一代測(cè)序技術(shù))是近年來(lái)發(fā)展的一項(xiàng)技術(shù),能一次并行對(duì)幾十萬(wàn)到幾百萬(wàn)條DNA分子進(jìn)行序列測(cè)定想许,具有高效性等特點(diǎn)伶授。隨著科技的進(jìn)步,高通量測(cè)序技術(shù)也在逐步的進(jìn)行更新流纹。

前世

Sanger法第一代測(cè)序技術(shù)(雙脫氧核苷酸末端終止法):利用一種DNA聚合酶來(lái)延伸結(jié)合在待定序列模板上的引物糜烹,直到摻入一種鏈終止核苷酸為止。由于存在成本高漱凝、速度慢疮蹦、通量低等不足,逐漸被淘汰茸炒。

今生

第二代測(cè)序技術(shù)(主要包括Roche 454焦磷酸測(cè)序愕乎,Illumina?Solexa測(cè)序和ABI SOLID測(cè)序)阵苇,各自?xún)?yōu)缺點(diǎn)如下:

Roche 454焦磷酸測(cè)序技術(shù)——依靠生物發(fā)光進(jìn)行DNA序列分析。

優(yōu)點(diǎn):讀取序列長(zhǎng)(400 bp)感论、可進(jìn)行從頭測(cè)序(de?novo sequence)慎玖;

缺點(diǎn):無(wú)法判斷重復(fù)堿基個(gè)數(shù)。

Illumina Solexa測(cè)序技術(shù)——原理是可逆終止化學(xué)反應(yīng)笛粘。

優(yōu)點(diǎn):高度自動(dòng)化系統(tǒng)趁怔、讀取片段多、適合大量小片段的測(cè)序(microRNA薪前、lncRNA等)润努;

缺點(diǎn):讀取序列較短、不適于de novo sequence示括。

ABI SOLID測(cè)序技術(shù)——核心是4種熒光標(biāo)記寡核苷酸的連接反應(yīng)铺浇。

優(yōu)點(diǎn):每個(gè)堿基讀取兩次非常高的準(zhǔn)確性,特別是對(duì)于SNP的檢測(cè)垛膝;系統(tǒng)靈活可以進(jìn)行樣本的pooling鳍侣、分割測(cè)序區(qū)域;

缺點(diǎn):讀取長(zhǎng)度受連接反應(yīng)限制吼拥。

以上三種測(cè)序方法各有優(yōu)缺點(diǎn)倚聚,目前科學(xué)研究中普遍運(yùn)用的是Illumina的測(cè)序技術(shù)。



為了滿(mǎn)足日益突出的科研需求凿可,第三代測(cè)序技術(shù)(單分子實(shí)時(shí)DNA測(cè)序技術(shù)惑折,測(cè)序過(guò)程無(wú)需進(jìn)行PCR擴(kuò)增)也問(wèn)世了:主要為單分子熒光測(cè)序(SMRT)和納米孔測(cè)序(納米孔單分子)。

單分子熒光測(cè)序:一種依賴(lài)于DNA聚合酶的邊合成邊測(cè)序的技術(shù)方法枯跑,讀長(zhǎng)可達(dá)100000 bp惨驶;

納米孔測(cè)序:一種依賴(lài)于核酸外切酶的電信號(hào)測(cè)序的技術(shù)方法,具有無(wú)限的讀長(zhǎng)敛助。

目前由于成本較高粗卜,單讀長(zhǎng)的錯(cuò)誤率偏高,生信分析軟件不夠豐富纳击,數(shù)據(jù)積累少等原因续扔,還沒(méi)有得到廣泛的運(yùn)用。


高通量測(cè)序技術(shù)的應(yīng)用

轉(zhuǎn)錄組測(cè)序(RNA-Seq):研究細(xì)胞表現(xiàn)和功能评疗;

甲基化測(cè)序:表觀遺傳學(xué)標(biāo)記信息测砂;

外顯子組測(cè)序(Exome-Seq):研究定向富集的DNA;

染色質(zhì)免疫沉淀-深度測(cè)序(ChIP-seq)百匆;

基因組測(cè)序砌些;

數(shù)字基因表達(dá)譜分析;

序列捕獲(Sequence Capture)技術(shù):結(jié)合了芯片和深度測(cè)序, 利用芯片探針捕獲待測(cè)片段, 再用深度測(cè)序技術(shù)分析核酸序列。


(以上內(nèi)容和圖片部分來(lái)自網(wǎng)絡(luò))

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