详解牛津纳米孔测序仪

　2014年的ASHG年会于10月18日开始在圣地亚哥举行，有幸亲眼目睹了牛津纳米孔公司MinIon的现场演示，技术之创新，令人震惊!21日下午，牛津纳米孔公司特地在旁边的Hardrockho举行了一个小型的封闭式的技术说明会，讲解了纳米孔的测试结果。

　　尺寸

　　MinION的尺寸之小，大大出乎我的意料，竟然只有一支笔的长度，重大约100克，太神奇了。要知道，无论是Illumina,Pacbio，还是IonProton都是100斤以上大家伙。MinION完全颠覆了测序仪的形象，从*眼看到MinION，我就觉得纳米孔技术称之为第四代基因测序仪，丝毫不为过。MinION直接通过USB链接到笔记本上，原始的电流信号通过网络传到英国的服务器上，进行Basecalling。

　　测序长度

　　纳米孔测序没有测序长度的说法，因为它完全颠覆了测序读长的定义。事实上，它总是能够完整的把一条DNA链从头测到尾，因此它的测序读长就是DNA的长度。极端的情况是，一整条染色体都可以从头测完，但是一般来说样本制备时DNA会断开。根据UCSC报道的用户使用的结果表面，一般读出的reads平均为1kb-5kb，这个读长完全是因为样本打断到了这个尺寸。我看到zui长的reads竟然长达120kb，太神奇了!

　　测序速度

　　一个MinION有500个纳米孔在并行测序，每个孔每秒测30bp，因此，要测到1G的数据，需要3天时间。

　　测序错误率

　　纳米孔测序错误率非常高，高到现有的sequencealignment软件都无法应对。UCSC的生物信息学专家测试了BWA,Bowtie等等，每一种都不太适合。而测序错误率也因软件不同而相差巨大，如果一定要给个数字的话，大约为30%的错误率。纳米孔技术无法像pacbio一样做环形测序，纳米孔公司的人也承认没有找到大幅度降低错误率的办法。

　　样本制备

　　样本的制备有点让人失望。原本吹嘘说是只要DNA提取出来就可以直接上机测序的，而事实上需要四步，zui短要90分钟。分别为打断，末端修复，ATailing和加接头。这样做的主要目的是降低DNA穿过纳米孔的速度。

　　应用

　　纳米孔测序zui大zui有优势的应用是什么?纳米孔的CEO似乎也没有想清楚。

　　首先，英国一所大学介绍了使用MinION的快速测序，能够在二十分钟内检测出沙门氏菌。在传染病快速检测方面有明显优势。

　　其次：在人基因组复杂的区间，比如HLA，纳米孔的超长读长有很好的应用。

　　第三：纳米孔的长片段测序和Illumina短序列测序相结合，方便基因组组装。

　　但是，纳米孔测序不适合做无创产前诊断，肿瘤基因突变，也不适合做新生儿遗传性疾病筛查。

　　什么时候开始销售

　　目前尚无任何消息关于纳米孔技术何时进入市场，因为纳米孔公司自己承认技术还不成熟，生物信息学工具缺乏，不具备进入市场的条件。纳米孔公司的策略是，先给少数专业的实验室测试，鼓励测试用户开发基于基于纳米孔的测序应用，开发适合纳米孔的生物信息学工具，这一过程也许需要2-3年，等这些条件具备之后再开始市场销售。

　　我在现场提交了资料，登记成为早期测试用户，希望年底能拿到一个MinION回来试试看;今天下午思考了一个小时，拿到MinION之后，用来测什么样本呢?如果各位读者有什么好的建议，欢迎给我来信。

　　总结起来，纳米孔技术产品的出现意味着第四代测序技术的诞生。但纳米孔测序真正给基因组学研究和临床应用带来重要的变化，还有非常长的路要走。也许10年之后，我们能看到一个成熟的，快速，准确的第四代测序。