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科学家发明多重测序新手艺

时间:2011-06-23     泉源:生物通
著名华人学者、哈佛大学化学与化学生物学系谢晓亮(X Sunney Xie)教授向导的研究小组将最后磷酸标记的荧光核苷酸与可重复密封的微反应器相团结,开发出一种多重边合成边测序的新手艺。该效果克日揭晓在《自然—要领学》(Nature Methods)在线版上。


  高通量测序近年来的蓬勃生长有望大大影响医学的未来。然而,测序手艺仍有许多方面有待刷新,如用度进一步降低,以及样品制备方面的改善。现在的测序手艺主要分为两类,一类使用原始的核苷酸,如罗氏454和Ion PGM测序仪;另一类则使用荧光标记的核苷酸,如Illumina的HiSeq 2000,SOLiD和HeliScope等。


  据作者先容,这两类测序手艺各有优弱点。焦磷酸测序和半导体测序中所使用的原始核苷酸允许原始DNA的合成,掺入后无需化学去除办法。因此,测序历程相对较快,且焦磷酸测序能实现较长的读长。但瞬时发光或电化学信号的检测需要一连监控,这限制了通量,并且往往不敷荧光检测迅速。


  基于荧光的测序手艺则实现了高通量。这些要领的可扩展性能够在每次运行中爆发1011个碱基,且荧光的固有迅速度允许荧光测序要领所使用的DNA模板比焦磷酸要领低3个数目级,从而降低了试剂消耗和本钱。然而,每个测序循环中多个化学办法使流程更为重大,限制了测序速率和读长。


  基于此,谢晓亮教授向导的研究小组将以上两种要领的优势团结起来,开发出了荧光焦磷酸测序。这种新要领使用最后磷酸标记的荧光寡核苷酸(TPLFNs)和焦磷酸测序流程。荧光焦磷酸测序综合了可扩展性和快速运行时间。别的,微反应器流动室平台的试剂消耗少,也很容易整合到古板微流体装备中举行样品制备。


  研究职员在微反应器中牢靠了带引物的DNA模板,然后依次引入四个标记TPLFNs中的一个,密封微反应器,在模板指导的引物延伸后纪录荧光图像。他们证实了在10分钟的循环时间内,读长达30个碱基,且原始准确率约为99%。


  作者以为,这种荧光焦磷酸测序既提供了焦磷酸测序的利益,如快速周转,单色检测等,又具有并行化的检测迅速度和轻盈性。


  谢晓亮教授是现在结业于中国大陆高校并在国际学术界获得高度评价的物理化学家之一。他5月刚中选美国科学院院士。他的研究组对离体实验及活细胞内生物系统在单分子水平的动力学研究具有重大孝顺,是这个领域快速生长的主要推动力之一,为生物学研究开发了崭新的途径。谢晓亮研究组的事情大幅提高改良了单分子荧鲜明微手艺,特殊是在相关拉曼显微成像手艺(CARS、SRS等)的生长及在生命科学的应用方面作出了开创性的重大孝顺。

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