基因组测序
基本简介
基因组测序技术最早可以追溯到20世纪50年代,早在1954年就已经出现了关于早期测序技术的报导,即Whitfeld等用化学降解的方法测定多聚核糖核苷酸序列。1 9 7 7年S a n g e r等发明的双脱氧核苷酸末端终止法和Gilbert等发明的化学降解法,标志着第一代测序技术的诞生。此后在三十几年的发展中陆续产生了第二代,第三代测序技术技术正在向着高通量、低成本、长读取长度的方向发展。
第一代
传统的化学降解法、双脱氧链终止法以及在它们基础上发展起来的各种基因组测序技术统称为第一代基因组测序技术。
Ø化学降解法
Ø双脱氧链终止法
Ø荧光自动测序技术
Ø杂交测序技术
第二代
第二代测序技术的核心思想是边合成边测序,即通过捕捉新合成的末端的标记来确定DNA的序列。
Ø454测序技术
ØSolexa测序技术
ØSOLiD测序技术
第三代
Pacific Biosciences公司的SMRT技术基于边合成边测序的思想,以SMRT芯片为测序载体进行测序反应。SMRT芯片是一种带有很多ZMW(zero-mode waveguides)孔的厚度为100 nm的金属片。将DNA聚合酶、待测序列和不同荧光标记的dNTP放入ZMW孔的底部,进行合成反应。与其他技术不同的是,荧光标记的位置是磷酸基团而不是碱基。当一个dNTP被添加到合成链上的同时,它会进入ZMW孔的荧光信号检测区并在激光束的激发下发出荧光,根据荧光的种类就可以判定dNTP的种类。此外由于dNTP在荧光信号检测区停留的时间(毫秒级)与它进入和离开的时间(微秒级)相比会很长,所以信号强度会很大。其它未参与合成的dNTP由于没进入荧光型号检测区而不会发出荧光。在下一个dNTP被添加到合成链之前,这个dNTP的磷酸基团会被氟聚合物(fluoropolymer)切割并释放,荧光分子离开荧光信号检测区。SMRT技术的测序速度很快,利用这种技术测序速度可以达到每秒10个dNTP。