高通量測序技術(shù)簡述

馬素平

摘 要 高通量測序技術(shù)為生命科學(xué)研究提供了前所未有的機(jī)遇。本文主要對以DNase-seq、ChIP-seq和RNA-seq為代表的二代測序技術(shù)，以及以Nanopore測序?yàn)榇淼娜鷾y序技術(shù)的原理、建庫步驟和優(yōu)缺點(diǎn)做了總結(jié)，并對今后測序技術(shù)的發(fā)展做了展望。

關(guān)鍵詞 高通量測序技術(shù);DNase-seq;ChIP-seq;RNA-seq;Nanopore測序

高通量測序技術(shù)，也稱二代測序技術(shù)、下一代測序技術(shù)（Next-Generation Sequencing，NGS）。人類全基因組序列草圖在2001年完成后，其他幾種模式生物的基因組序列也被確定，這些實(shí)驗(yàn)基于Sanger DNA測序技術(shù)完成，但逐漸暴露出該技術(shù)耗時較長、反應(yīng)數(shù)目有限的問題。自2005年起，454焦磷酸測序技術(shù)（Roche公司，2005年）、Solexa聚合酶測序技術(shù)（Illumina公司，2006年）和Solid連接酶測序技術(shù)（ABI公司，2007年）逐漸發(fā)展成熟，這三個技術(shù)擁有共同的突出特點(diǎn)是單次運(yùn)行即可產(chǎn)出大量的序列數(shù)據(jù)，故統(tǒng)稱為高通量測序技術(shù)（High-throughput sequencing）。

高通量測序技術(shù)的發(fā)展，為人類探索基因組奧秘提供了重要的序列信息。近年來，該技術(shù)在動植物等領(lǐng)域都得到了廣泛應(yīng)用，包括基因組的測序，轉(zhuǎn)錄組的測序及小 RNA的測序等，為多組學(xué)的發(fā)展提供了更多的思路和方案。

1二代測序技術(shù)

二代測序技術(shù)常用的測序平臺是Illumina/Solexa，其工作原理是邊合成邊測序，在測序之前需要先對樣品進(jìn)行橋式擴(kuò)增，以便得到更高的測序深度。后續(xù)實(shí)驗(yàn)流程為：以橋式擴(kuò)增后得到的單鏈DNA作為模板，添加帶有保護(hù)基團(tuán)與不同熒光標(biāo)記基團(tuán)的四種游離堿基，故每次反應(yīng)只會添加一個堿基，并且可用通過成像系統(tǒng)采集熒光以確定添加堿基的類別。……