以最快的速度破譯埃博拉病毒序列,這是MinIONs測(cè)序儀以往最突出的應(yīng)用。關(guān)于MinIONs測(cè)序儀的研究,大多也都集中在病毒或基因基因組上。而近日,英國(guó)研究人員表示他們利用MinIONs測(cè)序儀首次完成了大規(guī)模的人類(lèi)基因組測(cè)序,這將給測(cè)序領(lǐng)域帶來(lái)一場(chǎng)變革。
第二代測(cè)序是當(dāng)今應(yīng)用最為廣泛的技術(shù),但讀長(zhǎng)短是它的軟肋,并且它無(wú)法解決高度雜合的基因組、高度重復(fù)序列、高GC區(qū)域、拷貝數(shù)變異、大的結(jié)構(gòu)變異等問(wèn)題。第三代測(cè)序技術(shù)避免了第二代測(cè)序讀長(zhǎng)短的缺點(diǎn),近年來(lái)漸漸被應(yīng)用于各大研究中。以前談到第三代測(cè)序,也許你想到的是病毒基因組或細(xì)菌基因組測(cè)序,而如今隨著技術(shù)的升級(jí),研究人員有望使用第三代測(cè)序儀來(lái)進(jìn)行大規(guī)模的人類(lèi)基因組測(cè)序。
MinIONs測(cè)序儀首次完成人類(lèi)全基因組測(cè)序
上周四,在紐約召開(kāi)的牛津納米孔聯(lián)盟大會(huì)上,牛津大學(xué)人類(lèi)遺傳學(xué)威康信托中心(WTCHG)聯(lián)合基因組分析公司Genomicsplc宣布,他們利用牛津納米孔公司MinIONs測(cè)序儀首次完成了多個(gè)人類(lèi)基因組的測(cè)序,標(biāo)志著測(cè)序技術(shù)又一次取得了重大突破。
這則公告不僅使DNA測(cè)序的科學(xué)性還可能使測(cè)序的經(jīng)濟(jì)效益性發(fā)生重大變革。MinION測(cè)序儀是一種手持式設(shè)備,通過(guò)USB設(shè)備與電腦相連,加上耗材試劑,它的售價(jià)僅為$1000。MinION測(cè)序儀具有體積小、建庫(kù)快、實(shí)時(shí)產(chǎn)生書(shū)籍等特點(diǎn)。
納米孔測(cè)序的一個(gè)關(guān)鍵優(yōu)勢(shì)是與現(xiàn)有測(cè)序技術(shù)相比,它的讀長(zhǎng)更長(zhǎng)。長(zhǎng)讀長(zhǎng)在人類(lèi)基因組測(cè)序中具有顯著的優(yōu)勢(shì),它使研究人員能夠讀取現(xiàn)有測(cè)序技術(shù)無(wú)法獲取的一些重要區(qū)域的基因組信息。長(zhǎng)讀長(zhǎng)還更容易檢測(cè)到單個(gè)基因組中較大的結(jié)構(gòu)變化。
以最快的速度破譯埃博拉病毒序列,這是MinIONs測(cè)序儀以往最突出的應(yīng)用。前段時(shí)間MinIONs測(cè)序儀成為了首個(gè)登上太空的測(cè)序儀,研究人員想利用它來(lái)對(duì)太空中的細(xì)菌、病毒以及小鼠進(jìn)行基因測(cè)序。納米孔測(cè)序已在市場(chǎng)中應(yīng)用了2年,但主要用于相對(duì)小的基因組或區(qū)域DNA的測(cè)序,如基因組比人類(lèi)小得多的病毒或細(xì)菌測(cè)序。如今這項(xiàng)研究體現(xiàn)出了納米孔測(cè)序技術(shù)在人類(lèi)大規(guī)模的全基因組測(cè)序中極具潛力。
利用MinION測(cè)序儀對(duì)人類(lèi)臨床樣本進(jìn)行測(cè)序
該研究團(tuán)隊(duì)利用MinION測(cè)序儀對(duì)標(biāo)準(zhǔn)人類(lèi)參考樣品NA12878進(jìn)行了測(cè)序。此外,他們還與牛津NIHR生物醫(yī)學(xué)研究中心合作,測(cè)定了一名臨床病人的DNA序列。
該項(xiàng)目的領(lǐng)導(dǎo)者之一,牛津大學(xué)人類(lèi)遺傳學(xué)威康信托中心高通量基因組學(xué)副組長(zhǎng)RoryBowden博士表示,這是納米孔技術(shù)在人類(lèi)基因組測(cè)序中取得的重大突破。進(jìn)一步而言,測(cè)序領(lǐng)域中具有新屬性的技術(shù)可能會(huì)更加吸引研究者和臨床遺傳學(xué)家。
該項(xiàng)目的另一位負(fù)責(zé)人,Genomicsplc公司的科學(xué)負(fù)責(zé)人之一,MichaelSimpson教授表示,特別令人鼓舞的是,對(duì)于DNA數(shù)量與質(zhì)量受限制的常規(guī)臨床樣本,納米孔技術(shù)都能完成它們的測(cè)序工作。此外,在臨床樣本中,納米技術(shù)獲取的長(zhǎng)讀長(zhǎng)對(duì)鑒定患者遺傳變化至關(guān)重要。
牛津大學(xué)人類(lèi)遺傳學(xué)威康信托中心主任、Genomicsplc公司的創(chuàng)始人之一,PeterDonnelly教授表示,牛津大學(xué)人類(lèi)遺傳學(xué)威康信托中心是臨床全基因組測(cè)序領(lǐng)域的先驅(qū),我們很高興能夠使用納米孔測(cè)序技術(shù)來(lái)進(jìn)行人類(lèi)臨床樣本的基因組測(cè)序和分析,并探討納米孔測(cè)序技術(shù)在人類(lèi)大規(guī)模測(cè)序中的應(yīng)用潛力。
PacBio組裝最連續(xù)的人類(lèi)基因組
說(shuō)到第三代測(cè)序技術(shù),除了MinION測(cè)序儀,不得不說(shuō)PacBio單分子實(shí)時(shí)測(cè)序技術(shù),它具有超長(zhǎng)讀長(zhǎng)、不需要模板擴(kuò)增、運(yùn)行時(shí)間較短、直接檢測(cè)表觀修飾位點(diǎn)、較高的隨機(jī)測(cè)序錯(cuò)誤等特點(diǎn)。目前PacBio單分子實(shí)時(shí)測(cè)序技術(shù)已應(yīng)用在基因組組裝、轉(zhuǎn)錄組測(cè)序、甲基化分析和基因組重測(cè)序等方面,尤其是在基因組組裝和甲基化研究中有著獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。
前段時(shí)間,國(guó)立首爾大學(xué)醫(yī)學(xué)院的研究人員和美國(guó)被譽(yù)為“測(cè)序黑馬”的公司——10xGenomics聯(lián)合運(yùn)用去年新發(fā)售的GemCodeTM測(cè)序平臺(tái)以及第三代測(cè)序PacBio單分子實(shí)時(shí)測(cè)序平臺(tái),對(duì)一名韓國(guó)人的基因組(AK1)進(jìn)行從頭組裝和單倍體型定相信息分析。這是迄今為止發(fā)表的最為連續(xù)的人類(lèi)基因組組裝,填補(bǔ)了特異人群參考基因組的空白,并確定了結(jié)構(gòu)變異。相關(guān)結(jié)論發(fā)表在Nature雜志上。
標(biāo)簽:MinIONs測(cè)序儀
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