DNA测序技术的发展及其最新进展

2026/4/23 11:39:28

外切酶更好地附着在孔上,确保每次只有一个碱基通过纳米孔,另一个是并行化问题,可能需要开发芯片来确保整个测序过程更快速。

(5)离子流半导体测序:离子流半导体测序技术使用了一种高密度半导体芯片,芯片上布满了小孔,这些小孔就是一个个的测序反应池,其内侧固定了一个DNA聚合酶分子。小孔底部附有能感应pH变化的离子敏感层和离子感受器,当DNA聚合酶在每一个DNA模板链上滑动,合成链中每掺入一个核苷酸,离子敏感层和离子感受器就会检测到释放出的氢离子引起的pH值变化,并将其转化为电信号,进一步翻译为对应的碱基,因此该技术被戏称为“测序的pH计”。与纳米孔技术一样,离子流半导体测序技术也同样不需要标记核苷酸和昂贵的光学探测设备。不久前问世的Ion TorrentPersonal Genome Machine(PGM)测序仪只有微波炉大小,可以在I~2 h内完成100—200个碱基的测序任务。 5.DNA测序技术最新进展

自从DNA测序技术诞生以来,就以迅猛的速度向前发展,并大大推动了生命科学的研究进展。

快速的DNA测序有可能很快成为每个人医疗记录的例行工作的一部分,揭示出过去隐藏在人类基因组30亿个核苷酸碱基中的庞大的信息。来自美国亚利桑纳州立大学生物设计学院单分子生物物理中心的主任Stuart Lindsay刚刚成功地解决了新型纳米孔测序法中的一个主要的绊脚石[26]。Lindsay最新的实验结果证实了其在DNA读值方面取得重大的改进,这一论文发布在《纳米技术》杂志上。

根据Science综述当前的技术状况,纳米孔测序“似乎准备离开实验室”,并且一个基因组1000美元测序成本的梦想有可能近在咫尺,虽然仍然存在一些障碍。

据物理学家组织网12月12日(北京时间)报道,英国研究人员简化了基因组测序的标准流程,首次无需进行文库制备便完成了DNA单分子测序,而且新方法只要很少量的DNA就能获得序列数据,用量可低至不到1纳克,仅为常规测序方法的500分之一到600分之一。

该研究论文的第一作者、英国威康信托基金会桑格研究所的保罗?库普兰说:“我们用这种方法对病毒和细菌的基因组测序后发现,即使在相对较低的水平,我们也能够确定所检测的是何种有机物,不论样本中是否存在特定的基因或质粒(这对于确定抗生素耐药性很重要),或者其他信息,如对特定DNA碱基的修改等。”他表示,一旦技术得到优化,将在快速、高效地识别医院和其他医疗场所中的细菌和病毒方面具有很大的应用潜力。

这项技术也使得科学家能够对此前无法识别的宏基因组(也称微生物环境基因组)样本

中的生物体进行确认。“为微生物测序,首先需要能够在实验室中培养它们。”论文的主要作者、英国巴布拉汉研究所的塔米尔?钱德拉说,“这不仅耗费时间,而且有时候微生物不生长,为它们的基因组测序极其困难。”他表示,新方法可以直接对微生物测序,短时间内便可确定其身份。

论文的另一主要作者、威康信托基金会桑格研究所的哈罗德?斯维尔德洛说:“我们的技术可以在对所测序列没有任何先验知识、没有特定微生物试剂的条件下,在很短的时间内操作,这是一种很有前途的替代手段,可应用于控制感染等临床需要。”

这项技术也使得科学家能够对此前无法识别的宏基因组(也称微生物环境基因组)样本中的生物体进行确认。因而我们说,英国科学家此番取得的突破,不管是从整个学科研究的方法论层面,还是从临床应用的角度,都提高了基因研究服务于人类的速度[27]。 6.结语

DNA测序技术作为一项重要的技术早已成为生命科学研究的基础支撑技术,广泛的应用于生物学及医学研究。随着科技的发展,相信未来会有更为高效、便捷的DNA测序新技术诞生,DNA测序技术也将会好的应用于造福人类。

[1] Watson J.D., Crick F.H.C. A Structure for Deoxyribose Nucleic Acid. Nature.1953, 171:737-738.

[2] Maxam AM , Gilbert W . A new method for sequencing DNA. Proc Natl Acad Sci USA , 1977 , 74(2) :560-564.

[3] Sanger F ,Nicklen S, Coulson AR . DNA sequencing with chain -terminating inhibitors . Proc Natl Acad Sci USA , 1977 , 74(12):5463-5467.

[4]Whitfeld, P.R. A method for the determination of nucleotidesequence in polyribonucleotides. Biochem J, 1954, 58(3): p.390-6.

[5]Sanger, F., S. Nicklen, and A.R. Coulson, DNA sequencingwith chain-terminating inhibitors. Proc Natl Acad Sci U S A,1977,74(12): p. 5463-7.

[6]Maxam, A.M. and W. Gilbert.A new method for sequencingDNA. Proc Natl Acad Sci U S A, 1977, 74(2): p. 560-4.

[7]Melamede, R.J..Automatable process for sequencing nucleotide. 1985, US patent.

[8]Heiger, D.N., A.S. Cohen, and B.L. Karger.Separation of DNA restriction fragments by high

performance capillary electrophoresis with low and zero crosslinked polyacrylamide using continuous and pulsed electric fields. J Chromatogr, 1990, 516(1): p. 33-48.

[9]Hyman, E.D..A new method of sequencing DNA. Anal Biochem, 1988, 174(2): p. 423-36. [10]Pfeifer, G.P., et al. Genomic sequencing and methylation analysis by ligation mediated PCR. Science, 1989, 246(4931): p. 810-3.

[11]Drmanac, R., et al. Sequencing of megabase plus DNA by hybridization: theory of the method. Genomics, 1989, 4(2): p. 114-28.

[12]Margulies, M., et al.Genome sequencing in microfabricated high-density picolitre reactors. Nature, 2005, 437(7057): p. 376-80. [13]http://www.454.com.

[14]Fedurco, M., et al.BTA, a novel reagent for DNA attachment on glass and efficient generation of solid-phase amplified DNA colonies. Nucleic Acids Res, 2006, 34(3): p. e22.

[15]Turcatti, G., et al. A new class of cleavable fluorescent nucleotides: synthesis and optimization as reversible terminators for DNA sequencing by synthesis. Nucleic Acids Res, 2008, 36(4): p. e25.

[16]http://www.solexa.com.

[17]Shendure, J., et al.Accurate multiplex polony seqan evolved bacterial genome. Science, 2005,309(1728-32.)

[18]http://www.appliedbiosystems.com.cn/

[19] Stephan C. S. Next-generation sequencing transforms today’s biology. Nature Methods .2008,5:16-18

[20] Eid J,Fehr A,Gray J,et a1.Real-time DNA sequencing fromsingle polymerase molecules.Science,2009,323(5910):133-138.

[21]Levene MJ,Kodach J,Turner SW,et a1.Zero—mode waveguidesfor single-molecule analysis at high concentrations.Science。2003。299(5607):682-686.

[22]Harris TD,Buzby PR,Babcock H,el a1.Single—molecule DNAsequencing of a viral genome.Science,2008,320(5872):106·109.

[23]Schadt EE。Turner S,Kasarskis A.A window into third.generation sequencing.Hum Mol Genet,2010,19(112):11227·R240.

[24]Stoddart D,Heron AJ,Mikhailova E,et a1.Single—nueleotidediscrimination in immobilized

DNA oligonueleotides with abiological nanopom.Proc Nat Acad sci U S A,2009,106(19):7702-7707.

[25]Derrington IM,Buffer TZ,Collins MD,et 81.Nanopore DNAsequencing with MspA.Pmc Nad Acad SCi U S A,20I0,107(37):16060-16065. [26] www.ebiotrade.com

[27] 科技日报 2012-12-13 08:24:00


DNA测序技术的发展及其最新进展.doc 将本文的Word文档下载到电脑
搜索更多关于: DNA测序技术的发展及其最新进展 的文档
相关推荐
相关阅读
× 游客快捷下载通道(下载后可以自由复制和排版)

下载本文档需要支付 10

支付方式:

开通VIP包月会员 特价:29元/月

注:下载文档有可能“只有目录或者内容不全”等情况,请下载之前注意辨别,如果您已付费且无法下载或内容有问题,请联系我们协助你处理。
微信:xuecool-com QQ:370150219