DNA测序技术现在发展到哪个阶段了?
生活随笔
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DNA测序技术现在发展到哪个阶段了?
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DNA測序已經發展到第四代了,相對以前的測序技術來說更精確更快速了。過去三年,大規模平行 測序平臺已經發展為主流的測序技術,DNA測序費用降到了以前的百分之一。目前,新的測序技術及手段還在不斷涌現,比如最新的進展就包括建立序列數據庫、建立序列數據分析新方法以及設計測序試 驗等等。新一代DNA測序技術有助于人們以更低廉的價格,更全面、更深入地分析基因組、轉錄組及蛋白質之間交互作用組的各項數據。
第一代測序技術:1977年Sanger等發明的雙脫氧核苷酸末端終止法和Gilbert等發明的化學降解法,標志著第一代測序技術的誕生。除此之外,這一時期還出現了一些其他的測序方法,如焦磷酸測序法、連接酶測序法、雜交測序法等。第二代測序技術:以Roche公司的454技術、Illumina公司的Solexa技術、ABI公司的SOLiD技術為標志的第二代測序技術。與第一代技術相比,第二代測序技術不僅保持了高準確度,而且大大降低了測序成本并極大地提高了測序速度。第三代測序技術:近期出現的Helicos公司的Heliscope單分子測序儀、Pacific Biosciences公司的SMRT技術和Oxford Nanopore Technologies公司正在研究的納米孔單分子技術,被認為是第三代測序技術。與前兩代技術相比,他們最大的特點是單分子測序。
現在的DNA測序技術已經發展到了第三代。第一代測序技術是Sanger在1977年發明的末端終止測序法,基本過程是先合成(聚合酶合成反應),后測序(進行凝膠電泳),因為這個方法方便快捷,在長期的研究中不斷被完善,成為了DNA測序技術的主流。但是隨著科學研究的深入,Sanger法測序已經不能完全滿足科學研究的需要,并且Sanger法的價格昂貴,也需要尋找費用更低速度更快的測序技術。第二代測序技術的合成思想與Sanger法完全不同,它的核心思想是邊合成邊測序,通過用不同的熒光標記來標記四種不同的的NTP,當互補鏈在DNA酶作用下合成時,每插入一個dNTP就是有不同的熒光被釋放出來。通過設備捕捉這些熒光信號,并通過特定的計算機軟件處理,從而得到DNA的序列信息。第三代DNA測序技術又稱為單分子測序技術,它跟第二代測序技術類似,都是邊合成邊測序,單分子測序先將DNA打斷成眾多的小片段并制成液滴,然后將這些液滴分散到納米芯片的納米孔中,這些孔中有被錨定的DNA聚合酶。在聚合酶作用下,被不同熒光標記的核苷酸會在激光束的激發下發出熒光,根據熒光類型就可以判定dNTP的種類。單分子測序技術需要的樣品量極少,而且操作步驟被簡化了,不需要掃描和洗滌,具有通量更高,儀器和試劑相對便宜、操作簡單等的優勢。
第一代測序技術:1977年Sanger等發明的雙脫氧核苷酸末端終止法和Gilbert等發明的化學降解法,標志著第一代測序技術的誕生。除此之外,這一時期還出現了一些其他的測序方法,如焦磷酸測序法、連接酶測序法、雜交測序法等。第二代測序技術:以Roche公司的454技術、Illumina公司的Solexa技術、ABI公司的SOLiD技術為標志的第二代測序技術。與第一代技術相比,第二代測序技術不僅保持了高準確度,而且大大降低了測序成本并極大地提高了測序速度。第三代測序技術:近期出現的Helicos公司的Heliscope單分子測序儀、Pacific Biosciences公司的SMRT技術和Oxford Nanopore Technologies公司正在研究的納米孔單分子技術,被認為是第三代測序技術。與前兩代技術相比,他們最大的特點是單分子測序。
現在的DNA測序技術已經發展到了第三代。第一代測序技術是Sanger在1977年發明的末端終止測序法,基本過程是先合成(聚合酶合成反應),后測序(進行凝膠電泳),因為這個方法方便快捷,在長期的研究中不斷被完善,成為了DNA測序技術的主流。但是隨著科學研究的深入,Sanger法測序已經不能完全滿足科學研究的需要,并且Sanger法的價格昂貴,也需要尋找費用更低速度更快的測序技術。第二代測序技術的合成思想與Sanger法完全不同,它的核心思想是邊合成邊測序,通過用不同的熒光標記來標記四種不同的的NTP,當互補鏈在DNA酶作用下合成時,每插入一個dNTP就是有不同的熒光被釋放出來。通過設備捕捉這些熒光信號,并通過特定的計算機軟件處理,從而得到DNA的序列信息。第三代DNA測序技術又稱為單分子測序技術,它跟第二代測序技術類似,都是邊合成邊測序,單分子測序先將DNA打斷成眾多的小片段并制成液滴,然后將這些液滴分散到納米芯片的納米孔中,這些孔中有被錨定的DNA聚合酶。在聚合酶作用下,被不同熒光標記的核苷酸會在激光束的激發下發出熒光,根據熒光類型就可以判定dNTP的種類。單分子測序技術需要的樣品量極少,而且操作步驟被簡化了,不需要掃描和洗滌,具有通量更高,儀器和試劑相對便宜、操作簡單等的優勢。
總結
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