來(lái)自英國老牌測序研究機構Sanger研究院,以及英國劍橋巴布拉漢研究所的研究人員發(fā)表了題為“Direct sequencing of small genomes on the Pacific Biosciences RS without library preparation”的文章,首次研發(fā)出了一種無(wú)需文庫制備,就能完成DNA單分子測序的新技術(shù),這一技術(shù)是在第三代單分子測序系統PacBio RS上完成的,不僅能簡(jiǎn)化了基因組測序的標準流程,而且也降低了所需樣品DNA的數量。相關(guān)成果公布在12月的Biotechniques上。
需要建庫的測序技術(shù)
一般來(lái)說(shuō),基因組測序(具體來(lái)說(shuō),指的是第一代和第二代測序方法)的實(shí)驗步驟主要包括以下幾點(diǎn):
在此流程中應該說(shuō)文庫構建或者稱(chēng)序列收集最為費時(shí)費力,并且由于建庫的過(guò)程中樣本被擴增上千倍,因此樣本中基因量的線(xiàn)性關(guān)系就會(huì )出現偏差,NGS定量受到影響,所以說(shuō)如果能無(wú)需這部分步驟,將能大大提升基因組測序的速度和精確性。
無(wú)需建庫的測序新技術(shù)
這一新技術(shù)無(wú)需進(jìn)行文庫制備,可直接從DNA片段獲得測序數據,并且與傳統標準方法相比,所需的DNA量也相當少,用量可低至不到1ng(10億分之一克),僅為常規測序方法的500分之一到600分之一。研究人員指出,這種方法適合用于小基因組測序。
文章的第一作者是Sanger研究院的Paul Coupland博士,他表示,“這是首次實(shí)現了DNA單分子的直接測序”,“我們利用這種新方法,完成了病毒和細菌的基因組測序,發(fā)現即使是沒(méi)花大力氣進(jìn)行條件優(yōu)化,我們也能鑒定出是何種生物,并且就算這些生物體內帶有一些特殊的基因或質(zhì)粒(決定抗生素耐藥性),或者譬如特殊DNA堿基修飾之類(lèi)的遺傳信息,都不會(huì )影響基因組測序。”
“這項技術(shù)通過(guò)優(yōu)化,將能快速、高效地識別醫院和其他醫療場(chǎng)所中的細菌和病毒,具有很大的應用潛力。而且這也將能提升序列的可信度,因為這一過(guò)程無(wú)需構建文庫。”研究人員在第三代單分子測序系統PacBio RS上演示了這種簡(jiǎn)化的直接測序方法,這種測序方案被稱(chēng)為SMRT,也就是單分子實(shí)時(shí)DNA測序技術(shù),這種技術(shù)的一個(gè)顯著(zhù)特點(diǎn)在于從樣本制備到獲得測序結果,所需的時(shí)間還不到一天,因此十分適合用于傳染病監控。
在這項研究中,研究人員利用極少量的DNA樣品,分析了環(huán)形小分子單鏈,以及雙鏈DNA病毒基因組,以及金黃色葡萄球菌的MRAS菌株中的一種線(xiàn)性片段。這些樣品量只有800pg,比標準分析中所需的少了600倍。通過(guò)PacBio,研究人員雖然只完成70個(gè)片段——這相對于常規測序方法來(lái)說(shuō),不過(guò)是很小的一部分,但這些信息足以讓確定這些樣品是何種生物了。
這一方法是Sanger研究院這一平臺上開(kāi)發(fā)出來(lái)的,可以針對未知序列進(jìn)行檢查,因此可用于識別之前無(wú)法識別的生物種類(lèi),而且這種方法耗時(shí)少,樣品需要量也少,是未來(lái)傳染病監控,以及臨床檢查的一種有力手段。
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