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Nat.Methods發(fā)布新的DNA測序技術

日期:2016-07-26 09:13:41

 最近,英國諾丁漢大學的科學家們首次證明,我們有可能實時地、有選擇性地測定DNA序列片段,從而大大減少了分析生物樣品所需的時間。

 

Nature子刊《Nature Methods》上發(fā)表的一篇論文,描述了一種新的技術,可高度選擇性的進行DNA測序,這種技術被稱為“Read Until”。這種方法與實時的納米孔測序聯(lián)合使用,使得用戶能夠分析“含有預設的目標標簽”的DNA鏈。

 

諾丁漢大學生命科學學院細胞與發(fā)育生物學研究組的Matt Loose博士,采用一種新的便攜式DNA測序技術——由生物科技公司Oxford Nanopore Technologies研發(fā)。所有的測序都是在諾丁漢大學的新一代測序裝置DeepSeq上進行的。

 

Loose博士說:“這是第一次展示,在任何設備上直接選擇特定的DNA分子。我們希望,它將使未來的許多新應用成為可能,特別是便攜式測序。這使得測序變得盡可能高效,并將提供一種可行的、基于信息的方法,來替代傳統(tǒng)的實驗室富集技術。這種方法可以應用到一系列廣泛的問題中,從病原體檢測到人類基因組靶向區(qū)域測序,現(xiàn)在都是可用實現(xiàn)的。”

 

這種口袋大小的MinION裝置——NASA最近為國際空間站送去了相同的技術以探討失重狀態(tài)下是否可以進行DNA測序,采用小分子膜孔來“感覺”通過這些孔的DNA片段序列,從而在current trace中產生微小的波動。這些current trace稱為“squiggles”,然后需要使用base caller軟件被轉換為DNA堿基,通常位于云。諾丁漢大學的研究小組使用信號處理技術,通過這個步驟,將這些squiggles映射到參考序列。

 

在本文中,諾丁漢大學的研究團隊更近了一步,顯示這種squiggle匹配技術可以運行的速率,能夠讓我們在DNA片段通過納米孔之前,對正在測序的DNA片段做出決定。根據不同的序列,MinION中的個別納米孔可以被指示繼續(xù)測定或彈出當前的DNA片段,并開始測定另一段序列。諾丁漢大學的研究小組表明,這種“實時選擇性測序”,或被一些人稱之為“DNA tasting”,可以減少測定關鍵DNA序列所需的時間,或者使我們能夠分析與宿主和其他DNA共存的病原體樣品。

 

Read Until方法/技術是通過運用動態(tài)時間規(guī)整而發(fā)展的,以將短的query current traces與參考序列匹配,從而展示了小基因組特定區(qū)域的選擇性,來自一組靶標的單個擴增子,或一個集合中擴增產物的正常化。

 

近期也相繼有新的測序技術發(fā)布,例如,20161月,由來自德國、奧地利和美國的研究人員組成的一個研究小組發(fā)現(xiàn),采用一種允許在感染過程中同時研究細菌與宿主小RNA的新技術,可以揭示出兩者轉錄譜的改變。在發(fā)表于《自然》(Nature)雜志上的研究論文中,這一研究小組描繪了他們的技術,為什么這一技術對于更多地了解細菌感染機制非常有用,以及在研究中獲得重要發(fā)現(xiàn)。相關閱讀:Nature發(fā)布突破性雙RNA測序技術。

 

20162月,來自北京大學、首都醫(yī)科大學的研究人員報告稱,他們開發(fā)出了一種創(chuàng)新性的單細胞三重組學測序(triple omics sequencing)技術:scTrio-seq,并利用它揭示出了肝細胞癌中的遺傳、表觀遺傳及轉錄組異質性。這一重要的研究發(fā)布在《Cell Research》雜志上。

 

20164月,哥倫比亞大學的車靖岳(Jingyue Ju)和哈佛大學的George Church教授合作開發(fā)了基于納米孔的單分子邊合成邊測序(SBS)系統(tǒng)。最近他們對這一測序技術進行升級,打造了高通量的單分子納米孔測序平臺。這一重要成果發(fā)表在美國國家科學院院刊PNAS雜志上。

 


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