第二代DNA測序技術摘要

1、實用標準文案第二代 DNA測序技術摘要： 近年來生命科學的發(fā)展迫切需要費用更低、通量更高、速度更快的DNA 測序技術，第二代測序技術便應運而生。本文重點論述第二代測序技術的產生背景、主要原理和現有的三大技術平臺，并介紹了基于第二代DNA 測序技術而產生的生物研究的新領域。第二代測序技術的核心思想是邊合成邊測序，即通過捕捉新合成的末端的標記來確定DNA的序列，現有的技術平臺主要包括Roche/454FLXPyrosequencer、 IlluminaGenome Analyzer和 Applied Biosystems SOLiDTM Sequencer這三個技術平臺。首先，Roche/454

2、FLX Pyrosequencer的測序片段比較長， 高質量的讀長 （ read ）能達到 400 bp ，其原理是在DNA 聚合酶、 ATP 硫酸化酶、熒光素酶和雙磷酸酶的作用下，將每一個dNTP的聚合與一次化學發(fā)光信號的釋放偶聯(lián)起來，通過檢測化學發(fā)光信號的有無和強度，達到實時檢測 DNA 序列的目的。其次，Solexa 測序性價比最高，不僅機器的售價比其他兩種低，而且運行成本也低。 Illumina Genome Analyzer測序的基本原理是邊合成邊測序，具體的說是將基因組 DNA 的隨機片段附著到光學透明的玻璃表面（即Flow cell ），這些 DNA 片段經過延伸和橋式擴增后，在

3、 Flow cell 上形成了數以億計Cluster ，每個 Cluster 是具有數千份相同模板的單分子簇，然后利用帶熒光基團的四種特殊脫氧核糖核苷酸，通過可逆性終止的 SBS（邊合成邊測序）技術對待測的模板DNA 進行測序。 第三， SOLiD測序的準確度高，是目前第二代測序技術中準確度最高的。它的原理是用連接法測序獲得基于“雙堿基編碼原理”的SOLiD 顏色編碼序列，隨后的數據分析比較原始顏色序列與轉換成顏色編碼的reference序列，把SOLiD 顏色序列定位到reference上，同時校正測序錯誤，并可結合原始顏色序列的質量信息發(fā)現潛在SNP 位點。在第二代 DNA 測序技術平臺的

4、推動下，一些生物學研究的新領域逐步涌現。真核生物的基因組DNA 以染色質的形式存在，因此，研究蛋白質與DNA 在染色質環(huán)境下的相互作精彩文檔實用標準文案用是闡明真核生物基因表達機制的基本途徑?；谛乱淮鷾y序技術， 科學家利用染色質免疫共沉淀（ ChromatinImmunoprecipitation， ChIP ）技術來闡明 DNA 與蛋白質的相互作用。 ChIP 技術是研究體內蛋白質與DNA相互作用的有力工具，在過去十年已經成為表觀遺傳信息研究的主要方法。 ChIP技術不僅可以檢測體內反式因子與DNA的動態(tài)作用，還可以用來研究組蛋白的各種共價修飾以及轉錄因子與基因表達的關系。ChIP 技術的

5、原理是結合新一代的高通量測序技術，在生理狀態(tài)下把細胞內的DNA 與蛋白質交聯(lián)在一起， 超聲波將染色質打碎后， 用所要研究的目的蛋白特異性的抗體沉淀這種交聯(lián)復合體，特異性地富集目的蛋白結合的 DNA 片段，通過對目的片斷的純化與檢測，從而獲得蛋白質與DNA 相互作用的信息， 還可以獲得全基因組范圍內組蛋白各種修飾狀態(tài)、轉錄因子結合位點的高分辨率分布圖。早期用于 mRNA表達研究有 qPCR 和基因芯片技術，但是由于昂貴的DNA 測序費用以及測定速度慢和規(guī)模小而限制其使用范圍。目前，在基因芯片的基礎上，基因表達系列分析(Serial Analysis of Gene Expression ， SA

6、GE)技術被大量用于高通量基因研究?；蛐酒軝z測的基因必須是已知的基因， 放在芯片上幾種基因的探針就只能檢測這幾種基因的表達譜；相比之下， SAGE 能以遠高于 DNA 芯片的精確度和重復性來檢測基因表達譜的改變，而不必考慮所檢測的基因是已知的還是未知的。 因此在檢測新基因， 特別是無法用基因芯片進行檢測的低豐度基因時， SAGE 是目前的最佳手段，無可取代。第二代測序技術通過RNA 深度測序可以發(fā)現一些平常很難發(fā)現的RNA 剪接形式，從而發(fā)現更為準確的基因表達信息。高通量測序還被廣泛應用于非編碼RNA 研究。測序方法能輕易的解決芯片技術在檢測小分子時遇到的技術難題，同時測序方法還能在實驗中發(fā)現新的小分子RNA 。新一代測序技術在研究化石DNA方面也顯示出來強大