發(fā)布日期：2018-01-02

高通量測序的產(chǎn)量讓人驚嘆不已，但讀長卻屢屢遭人詬病。不過，從100 bp到1 kb，讀長始終在進(jìn)步。近日，測序界傳來了一個激動人心的消息，澳大利亞Garvan研究所的研究人員利用Oxford Nanopore測序技術(shù)實現(xiàn)了> 1 Mb的讀長，這堪稱測序歷史上的一個里程碑。

Kinghorn臨床基因組學(xué)中心的Martin Smith博士在Twitter上宣布了這一消息。在他的帶領(lǐng)下，研究團隊首次對長度超過1 Mb的DNA片段進(jìn)行了測序，此片段來自19號染色體，長度為1.015 Mb。

有人形象地描繪了這個測序過程：如果將納米孔比作你的拳頭大小，那么通過納米孔的1 Mb DNA鏈就相當(dāng)于3.2 公里。哇，幾乎相當(dāng)于跑了一個迷你馬拉松啊。

傳統(tǒng)的短讀長測序技術(shù)提供的數(shù)據(jù)難以組裝成完整的基因組或數(shù)據(jù)集，這就像1000塊的拼圖，拼裝起來極具挑戰(zhàn)性。嚴(yán)格來說，納米孔測序技術(shù)沒有讀長的概念，因為它能夠?qū)⒁粭lDNA片段從頭測到尾。不過，受制于樣本制備，研究人員大多測序10 kb至100 kb的片段。

在測序1 Mb的片段時，Smith博士無疑遇到了不少挑戰(zhàn)，但DNA提取和樣本制備是最困難的一步。即使是簡單的移液，長度超過100 kb的DNA分子也可能被剪切。高分子量DNA樣本會形成一大塊凝膠樣物質(zhì)，而不再是液體，因此測量濃度也很困難。另外，數(shù)據(jù)分析也是挑戰(zhàn)，因為大多數(shù)軟件工具都是為短讀長而開發(fā)的。

不過，在克服了重重挑戰(zhàn)之后，研究人員最終完成了超長DNA片段的測序。他們表示，讀取的質(zhì)量并沒有因超長而受到影響。未修正的序列與人類參考序列有90%是相同的。需要特別指出的是，天然的DNA分子包含甲基化的核苷酸，這在將原始電子信號轉(zhuǎn)換為核苷酸序列的過程中沒有考慮進(jìn)去，因此可能導(dǎo)致錯誤的堿基檢出。

現(xiàn)在，有了這些超長的序列，人們能夠更輕松地組裝基因組，解析那些復(fù)雜的區(qū)域，甚至是之前無法測序的區(qū)域。Smith博士認(rèn)為，納米孔測序在本質(zhì)上與光學(xué)測序不同，更易獲得，也更有趣。當(dāng)然，他認(rèn)為其他類型的測序仍將發(fā)揮很大的作用，各種技術(shù)可以相得益彰，需要結(jié)合使用。

Smith博士領(lǐng)導(dǎo)的研究團隊專注于評估各種新興技術(shù)，包括單細(xì)胞測序、表觀遺傳學(xué)和宏基因組學(xué)。此次測序1 Mb的DNA片段也是為了解析與癌癥相關(guān)的neochromosome（畸形染色體）的序列和結(jié)構(gòu)，它包括幾百個DNA片段拼接起來的異常基因組序列。未來，他認(rèn)為更長片段（如2 Mb）的測序也將指日可待。

來源：生物通