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第二代DNA測序技術

第二代測序技術的核心思想是邊合成邊測序(Sequencing by Synthesis),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/454 FLX、Illumina/Solexa Genome Analyzer和Applied Biosystems SOLID system。

DNA測序(DNA sequencing)作為一種重要的實驗技術,在生物學研究中有著廣泛的應用。早在DNA雙螺旋結構(Watson and Crick,1953)被發現后不久就有人報道過DNA測序技術,但是當時的操作流程復雜,沒能形成規模。隨后在1977年Sanger發明了具有里程碑意義的末端終止測序法,同年A.M.Maxam和W.Gilbert發明了化學降解法。Sanger法因為既簡便又快速,并經過后續的不斷改良,成為了迄今為止DNA測序的主流。然而隨著科學的發展,傳統的Sanger測序已經不能完全滿足研究的需要,對模式生物進行基因組重測序以及對一些非模式生物的基因組測序,都需要費用更低、通量更高、速度更快的測序技術,第二代測序技術(Next-generation sequencing)應運而生。這三個技術平臺各有優點,454 FLX的測序片段比較長,高質量的讀長(read)能達到400bp;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,在數據量相同的情況下,成本只有454測序的1/10;SOLID測序的準確度高,原始堿基數據的準確度大于99.94%,而在15X覆蓋率時的準確度可以達到99.999%,是目前第二代測序技術中準確度最高的。雖然第二代測序技術的工作一般都由專業的商業公司來完成,但是了解測序原理、操作流程等會對后續的數據分析有很重要的作用,下文將以Illumina/Solexa Genome Analyzer 測序為例,簡述第二代測序技術的基本原理、操作流程等方面。

 
 
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