PNAS：新测序方法助力癌症研究

　　在去年圣诞节期间的加拿大落基山脉冰攀之旅中，两位来自华盛顿大学的年轻研究人员：Michael Schmitt和Jesse Salk突发奇想，谈到了一个简单但功能强大，可用于检测癌细胞，获得更好结果的新方法――如果他们能降低DNA测序中的错误率，那么就可以更好的检测出这些细胞中的变异，这种改进能用于癌症的早期诊断，以及帮助医师们了解哪些细胞会对化疗产生抗性。

　　上篇：

　　双重测序方法的诞生

　　双重测序方法是随着新一代测序技术的发展而诞生的，新一代测序技术近年来风头劲猛，这种能同时完成上十亿个序列测定的方法被广泛应用到了癌症，传染疾病等多个研究领域中，目前寻找预先存在的癌细胞的最直接方法就是对癌细胞进行测序，从中识别癌症相关的基因突变，但由于原有的技术存在大量的误差率，因此出来了太多假阳性结果。

　　Loeb实验室的一位研究人员：Scott Kennedy博士，一直都致力于完善一种称为Safe-SeqS的新一代测序方法，这种方法是去年由约翰霍普金斯大学的研究人员开发出来的。 Schmitt在进入这一实验室的时候也在进行这一测序技术的研究，但是他们都未能成功利用这种方法。

　　“我们得到的都是一些螺旋形数字和突变类型，这些都没有任何意义”，Kennedy说，“最终我们发现这是由受损DNA造成的。”

　　Kennedy表示，他和Schmitt花了相当长的时间来探讨这个问题，但一直没能找到一个解决方案。在去年的那次冰攀之旅中，有一次他们乘坐飞机上山，途中Schmitt 和Salk 突然想到了双重测序的方法。

　　回到实验室后，Schmitt 和Kennedy 紧锣密鼓的展开了研究，他们对一种感染细菌的病毒：M13的测序数据进行了深入分析――之所以挑选M13，是因为研究人员想到了一个好方法来计算突变率。然而要实施这个相对简单的理论方法却并不容易，这需要大量的自编程程序，以及分析非常庞大的数据集。当时Salk正在泰国度假，他与Schmitt 和Kennedy一直通过电邮和Skype保持着联系。

　　奇妙结果

　　在几个星期内，华盛顿大学的这些研究人员就取得了结果：这种方法是奏效的。M13碱基替换频率为3.0×10-6，而双重测序方法则得到了几乎为2.5 x 10-6的结果，研究人员报告说。

　　“这相当快，这种因素联系在了一起，”Salk说，“对于科学来说，很少能按计划出牌。令我们感到惊讶的是，此前居然没有人想到过这一点。这个方法的基本原理如此之简单，之前我们大部分时间都花在寻找为何行不通的原因，思考我们错过了什么明显的东西上了。”

　　就这些新一代的科学家而言，不少人都是在30岁出头的时候有了一个想法，离开原来实验室。

　　“我认为，当你正在做你感兴趣的事情的时候，就会有好主意冒出来，”Salk说，他的祖父： Jonas Salk博士是一位医学研究人员和病毒学家，曾于1955年发现并开发了第一个脊髓灰质炎疫苗。 “对我来说，创新不会发生在一个狭小空间里。”

　　Genomeweb对这项技术的描述如下：

　　“双重测序法将24个核苷酸长的tags分割成了两个12核苷酸，添加在DNA分子的两端，研究人员将之称为‘duplex tag’。这些标记能与标准的Illumina测序接头共同作用，此后研究人员又用PCR进行扩增，获得带有普通tag的分子‘家族’，通过相同tag分子分类，研究人员就能比对其中的序列，清除那些没有出现至少三个拷贝，占据至少90%比率具有相同序列的个体，这一步能过滤掉PCR或测序过程中引入的随机误差。”