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高通量测序技术的原理及各平台优势和实践应用的分析1

随着人类基因组计划(human genome project )在2003年顺利完成,基因组测序技术取得了长足的进步,这直接导致了每兆基因组成本的大幅下降以及检测的基因组数量越来越多。人们对基因组的复杂性深感震惊,这也引导着测序技术的进一步发展。最近的一些突破性技术使得测序技术在更短的时间内可以获得更多的数据量。与之对应的是,还有一些技术的进步使得单条序列的测序读长变得更长——这对解析结构性的复合区段是极其必要的。这些进展给科研人员以及医疗诊断人员提供了一个绝佳的平台使得人们对基因组变异导致的表型变化以及疾病发生有了进一步的了解。近日,美国冷泉港实验室联合加州大学戴维斯分校的研究人员在国际著名评论型综述杂志Nature Reviews Genetics(影响因子41)上发表了一篇评论型综述。该综述对高通量测序的技术原理以及各平台的优势比较和实践应用进行了深入浅出的分析。介绍自从DNA的双螺旋结构被人们解析开始1,人们在探究健......阅读全文

高通量测序技术的原理及各平台优势和实践应用的分析 1

随着人类基因组计划(human genome project )在2003年顺利完成,基因组测序技术取得了长足的进步,这直接导致了每兆基因组成本的大幅下降以及检测的基因组数量越来越多。人们对基因组的复杂性深感震惊,这也引导着测序技术的进一步发展。最近的一些突破性技术使得测序技术在更短的时间内可以

高通量测序技术的原理及各平台优势和实践应用的分析

  随着人类基因组计划(human genome project )在2003年顺利完成,基因组测序技术取得了长足的进步,这直接导致了每兆基因组成本的大幅下降以及检测的基因组数量越来越多。人们对基因组的复杂性深感震惊,这也引导着测序技术的进一步发展。最近的一些突破性技术使得测序技术在更短的时间内可以

高通量测序技术的原理及各平台优势和实践应用的分析

  随着人类基因组计划(human genome project )在2003年顺利完成,基因组测序技术取得了长足的进步,这直接导致了每兆基因组成本的大幅下降以及检测的基因组数量越来越多。人们对基因组的复杂性深感震惊,这也引导着测序技术的进一步发展。最近的一些突破性技术使得测序技术在更短的时间内可以

高通量测序技术的原理及各平台优势和实践应用的分析 6

应用WGS正在成为NGS中最广泛的应用。通过该技术并且结合生物学应用,研究人员可以获得基因组信息中最值得注意的信息73。举例来说,2012年,Ellis等报道了基因与乳腺癌患者芳香酶抑制剂(aromatase inhibitor)治疗法之间的关联。他们指出突变,后果与诊断之间的关联,同样还有

高通量测序技术的原理及各平台优势和实践应用的分析 2

边连接边测序(SOLiD和Complete Genomics)从根本上来说,SBL法包含了杂交和对标记的探针的连接15。探针包含了一到两个特定碱基序列和一系列通用序列,这可以使得探针与模板之间进行互补配对。锚定的片段则包含一段已知的和接头互补的序列用于提供连接位点。连接之后,模板被系统进行测序反应1

高通量测序技术的原理及各平台优势和实践应用的分析 4

表一:NGS平台概述。单分子长读长测序(PacBio和ONT)最近这段时间,最常用的长读长测序法平台就是使用PacBio Biosciences(PacBio)57的单分子实时测序法(single-molecule real-time sequencing, SMRT)(图5a)。该设备使用

高通量测序技术的原理及各平台优势和实践应用的分析 5

图5: 长读长实时测序原理。长reads的合成与真正测序的平台不同的是,合成长读长技术依赖于一个barcode系统来结合不同的片段,通过已有的短读长测序仪来获得长读长reads61。该方法将大的DNA分子分割成若干个小片段到微孔中或者乳液中。每个微孔或者乳液中的模板被切割并且加上了barcodes。

高通量测序技术的原理及各平台优势和实践应用的分析 3

边合成边测序:SNA(454,Ion Torrent)与CRT不同的是,SNA方法依赖于单信号标记dNTP来对链进行延伸。四种核糖核酸都必须反复添加到测序反应过程中。不仅如此,SNA不需要将dNTP屏蔽,因为测序反应过程中下一个碱基的缺失会阻止链的延伸。碱基的寡聚体则是一个例外,在这种情况下,信号的

llumina高通量测序平台的应用

  Illumina公司的新一代测序仪Genome Analyzer最早由Solexa公司研发,利用其ZL核心技术“DNA簇”和“可逆性末端终结(reversible terminator)”,实现自动化样本制备及基因组数百万个碱基大规模平行测序。Illumina公司于2007年花费6亿美金的巨资收

llumina高通量测序平台的应用

  Illumina公司的新一代测序仪Genome Analyzer最早由Solexa公司研发,利用其ZL核心技术“DNA簇”和“可逆性末端终结(reversible terminator)”,实现自动化样本制备及基因组数百万个碱基大规模平行测序。Illumina公司于2007年花费6亿美金的巨资收