新一代测序技术的发展及应用前景
新一代DNA测序技术的发展和应用前景
新一代DNA测序技术的发展和应用前景随着科技的发展，医学的发展也越来越快速。
一项技术在不断更新，那就是核酸测序技术。
DNA作为我们的遗传物质，一直以来都是生物学家们研究的重点。
而DNA测序技术就是通过对DNA序列的解析，来获取有关基因、遗传病以及生物进化等方面的信息。
2001年基因组计划的完成至今，研究人员新一代DNA测序技术在短时间内获取大量的基因组数据，并在诊断、治疗、预测和基础研究等领域有着广泛的应用前景。
一. 背景DNA是生物界的一种双链结构螺旋体，它通过四种不同的碱基（A、T、C、G）排列组合而成，并通过这种排列方式编码了生物体遗传信息。
DNA是生命的基础，根据不同的DNA序列，我们能够通过DNA测序技术来解析遗传信息，为治疗、预防和研究生物进化等方面提供必要的依据。
早期的Sanger测序法技术已经逐渐被淘汰，新一代测序技术的出现，不仅增强了测序数据的质量和速度，而且推动了生物信息学和医学的发展。
新一代测序技术的发展源于二代测序技术。
二. 新一代DNA测序技术的主要分类目前常用的新一代测序技术包括：Illumina公司的高通量测序（HiSeq2000/HiSeqX）和MiSeq、Roche公司的454测序等。
其中，高通量测序是应用最为广泛的测序技术之一，其优点在于：测序数据的精度和准确度高、测序速度快、操作简便、可同时测序多个样品等。
三. 新一代DNA测序技术的应用前景1. 临床医学领域新一代测序技术的应用在临床医学方面具有很大的发展前景。
例如，通过对某些基因的测序，可以发现患有特定基因疾病的个体，从而指导临床治疗方案的制定。
同时，利用新一代测序技术，医生们可以更加精准地鉴定一些难以诊断的遗传性疾病，如肌营养不良症、胰岛素依赖型糖尿病、乳腺癌等，从而更好地制定治疗方案。
2. 生物学领域新一代测序技术在生物学领域的应用前景也非常广阔。
例如，对于一些奇怪的生物现象，如鲸鲨之间的遗传差异、大熊猫嗜竹习性等问题，科学家们利用新一代测序技术可以更加深入地研究这些现象背后的遗传学机制，以推进生物学的基础研究进程。
新一代基因测序技术的应用前景
新一代基因测序技术的应用前景随着科技的不断发展，基因测序技术作为其中的一项重要科学技术，正日益被广泛应用于各个领域。
新一代基因测序技术的问世，使得基因测序变得更为快速、准确且成本更低，开启了基因研究和个性化医疗的新篇章。
本文将探讨新一代基因测序技术的应用前景，从医疗、农业、犯罪侦查和科学研究等方面进行论述。
1. 医疗领域：定制化药物和个性化治疗新一代基因测序技术的出现，为医疗领域带来了巨大的变革。
通过对个体基因组进行测序，医生和研究人员能够更好地了解患者的基因变异情况，进而个性化制定药物和治疗方案。
例如，有些药物对于某些人可能会产生不良反应，而通过基因测序可以提前发现这些变异，并对药物进行个体化定制，减少患者的副作用。
此外，基因测序技术还为癌症的早期筛查和基因疾病的遗传风险评估提供了重要的依据，有助于实施精准医疗和预防措施。
2. 农业领域：优势品种培育和病虫害防治在农业领域，新一代基因测序技术的应用也为农作物的优势品种培育和病虫害防治提供了新的途径。
通过对植物基因组的测序，科研人员能够更好地了解植物的基因组结构和功能，发现植物适应环境的特征基因，从而有针对性地培育出更为耐旱、耐病、高产的优质农作物品种。
此外，基因测序技术还能够帮助农业科研人员更准确地检测病原体和害虫的基因序列，研究它们的传播规律和抗药性变异，为病虫害的有效防控提供科学依据。
3. 犯罪侦查：基因鉴定和溯源基因测序技术在犯罪侦查中的应用也具有重要意义。
通过对犯罪现场的DNA样本进行测序，可以追溯出作案者的基因信息，为破案提供强有力的证据。
基因测序技术的高通量性和高灵敏性，使得鉴定样本中微量DNA变得更为可行，为犯罪侦查提供了有力支持。
此外，基因测序技术还能够帮助警方进行人群溯源，从DNA样本中获取个体特征和人口遗传信息，辅助犯罪侦查和破案工作。
4. 科学研究：解析基因功能和生物多样性基因测序技术的应用对科学研究也具有深远影响。
通过对不同生物的基因组进行测序，科研人员能够更深入地了解基因的功能和调控机制，揭示生物的遗传特征和进化规律。
新一代基因测序技术及其临床应用前景
新一代基因测序技术及其临床应用前景基因测序技术是分子生物学领域的重要工具，它可以揭示基因组的信息并为研究人类遗传疾病提供重要依据。
随着科技的发展，传统的基因测序技术逐渐被新一代基因测序技术取代。
本文将介绍新一代基因测序技术的原理和分类，并探讨其在临床应用中的前景。
新一代基因测序技术是指能够在相同时间内对更多的DNA或RNA进行测序的技术，这些技术的出现极大地提高了测序的效率和速度。
与传统测序技术相比，新一代基因测序技术具有更高的通量、更低的成本和更快的测序速度。
目前，主要的新一代基因测序技术包括Illumina测序、Ion Torrent测序、PacBio测序和Nanopore测序等。
首先，Illumina测序是目前应用最为广泛的新一代测序技术之一。
其原理是将待测的DNA分子随机地连接在固定的平台上，通过特殊的化学方法扩增和测序DNA片段。
Illumina测序技术具有高通量和高准确性的特点，被广泛应用于基因组测序、全外显子组测序、RNA测序和甲基化测序等领域。
其次，Ion Torrent测序是一种基于测序过程中产生的氢离子浓度变化来进行测序的技术。
这种测序技术不需要使用荧光或光电二极管来进行测序，因此可以减少测序设备的复杂性和成本。
Ion Torrent测序技术尤其适用于快速测序和大规模测序项目，并且可以应用于个体基因组测序、肿瘤突变检测和微生物组测序等。
此外，PacBio测序是一种基于单分子测序技术原理的新一代测序技术。
它采用逐个测定DNA分子的碱基序列来实现测序。
PacBio测序技术具有很长的读长和较高的准确性，能够帮助科学家解析复杂基因组和检测基因组结构变异。
这种技术在全基因组测序、长读长测序和转录组测序等领域具有重要的应用前景。
最后，Nanopore测序是一种基于纳米孔的测序技术，利用电信号记录通过纳米孔的核酸分子的序列信息。
Nanopore测序技术具有直接测序、快速实时测序和较低的设备成本的优势。
新一代DNA测序技术及应用展望
新一代DNA测序技术及应用展望1. 引言DNA测序技术是人类基因组研究和医学诊断的重要工具。
近年来，新一代DNA测序技术的发展使得测序速度和准确性得到了质的提升，同时降低了成本。
本文将介绍新一代DNA测序技术的原理和应用，并展望其未来的发展。
2. 新一代DNA测序技术的原理新一代DNA测序技术主要包括Illumina HiSeq、Ion Torrent和PacBio等。
其中，Illumina HiSeq是目前最常用的测序平台。
其原理基于合成DNA与引物的结合，通过DNA聚合酶的作用，生成与目标DNA互补的DNA链。
这些DNA链将被分成数百万个小片段，并于引物和荧光核苷酸的存在下，在谱阅读器中生成荧光信号。
通过荧光信号的变化，可以确定碱基序列。
3. 新一代DNA测序技术的优势与传统的Sanger测序技术相比，新一代DNA测序技术具有许多优势。
首先，新一代技术具有超高的通量，可以同时测序数百万个DNA片段，大大提高了测序速度。
其次，新一代技术具有更低的误差率，能够准确识别DNA的碱基序列。
此外，新一代技术成本更低，使得大规模基因组测序成为可能。
4. 新一代DNA测序技术的应用新一代DNA测序技术在许多领域都有着广泛的应用。
在基因组学研究中，新一代技术已经被广泛应用于物种的基因组测序和变异分析。
此外，新一代技术还被应用于单细胞测序，可以帮助研究人员了解单个细胞的转录组和基因表达水平。
在医学诊断中，新一代技术已经成为了遗传病的准确诊断工具，能够帮助患者进行基因突变的筛查和预测。
5. 新一代DNA测序技术的挑战和展望虽然新一代DNA测序技术取得了长足的进步，但仍存在一些挑战。
首先，短片段测序技术存在片段重叠的问题，导致难以正确组装基因组。
其次，长读长测序技术虽然可以解决片段重叠的问题，但其错误率较高。
未来的发展应该致力于解决这些问题，提高测序的准确性和可靠性。
展望未来，新一代DNA测序技术还有许多潜力可以挖掘。
新一代DNA测序技术的应用
新一代DNA测序技术的应用DNA测序技术是生物学研究领域中的重要工具，因为它能够为我们提供准确、细致的基因组信息。
而随着科技的不断进步，新一代DNA测序技术也随之诞生。
这些新技术已经被广泛应用于医学、农业、工业、环境等领域，为人类提供了更多的甚至是前所未有的研究方向。
本文将探讨新一代DNA测序技术的应用现状及未来发展趋势。
一、新一代DNA测序技术的概述新一代DNA测序技术包括Illumina公司的HiSeq/Miseq、PacBio公司的RS、Ion Torrent/Ion Proton等。
这些新技术相比传统Sanger测序技术具有高通量、高灵敏度、高精度等特点，同时也是一种高效、经济的测序方法。
其中，Illumina公司的HiSeq/Miseq平台是目前最常用的测序平台，能够从几百万到几十亿个DNA分子中快速分析DNA序列。
PacBio公司的RS平台是目前最先进的单分子DNA测序技术，具有高准确度和超长读长等优点。
Ion Torrent/Ion Proton平台则是一种直接利用硅芯片进行DNA测序的技术，具有比Illumina更快的测序速度和更长的读长。
二、新一代DNA测序技术在医学领域中的应用1、临床诊断随着人类基因组计划和算法的不断发展，新一代DNA测序技术在诊断疾病、预测疾病发展、指导治疗和基因治疗方面具有广泛的应用。
临床医生可以利用这些技术对肿瘤、遗传疾病和新生儿疾病等进行基因组学分析，从而更好地判断病情和治疗方案。
2、癌症研究在癌症研究中，新一代DNA测序技术可以对癌症发病机制进行深入研究，并在癌症特异性检测、治疗和预后评估方面提供更准确、全面的分析。
这些技术可以帮助我们了解癌症发展的分子机制和肿瘤发生的基因的变异，从而设计更好的治疗方案。
三、新一代DNA测序技术在农业、环境和工业领域中的应用1、农业生产新一代DNA测序技术在农业生产领域中的应用主要是基于基因组水平对农作物进行选育和驯化，帮助有效地提高农产品的产量和品质。
新一代测序技术的发展与应用
新一代测序技术的发展与应用随着科技的不断发展，测序技术也随之不断迭代更新。
新一代测序技术应运而生，成为生物医学领域中不可或缺的一部分。
本文将从以下几个方面进行探讨：新一代测序技术的概念、发展历程、主要技术特征及其在实际医学与生物学领域的应用，从而探究新一代测序技术的价值与未来。
一、新一代测序技术概念新一代测序技术与末代测序技术相比，在所用的分析仪器、数据处理方式、测序原理和机制等方面都发生了重大变革，有很大的发展与创新。
新一代测序技术的问世，是由于对末代测序技术的不断优化和改进的结果。
新一代测序技术，指的是利用高通量、高效率、高精度、低成本的方法来进行大规模或全基因组测序的技术手段。
二、新一代测序技术的发展历程新一代测序技术的发展历程可以追溯到20世纪90年代，当时，首先是出现了一种基于荧光标记的测序方法，这种方法可以同时测序多个序列，并且将成本降到之前的1/10以下。
紧接着，基于固定阵列标记的预定测序技术问世，大大地拉低了测序时间和成本。
2010年以后，以Illumina/Solexa公司和ABI公司为代表的第二代测序技术产生，使得测序时间和成本进一步降低，同时测序精度和功能也得到了提高。
从2013年开始，普通消费者也可以使用新一代测序技术进行自身基因检测，迈向人类个性化医学时代。
三、新一代测序技术的核心技术特征新一代测序技术的核心技术特征有以下几个方面：1.并行化大规模测序：新一代测序技术采用的是单分子测序模式，无需像末代测序技术一样进行多轮放大，因此可以带来更高的并发性，减少或避免杂质影响和错误率。
2.大容量存储和计算：新一代测序技术所产生的序列数据量大、信息密度高，需要更高效的数据存储和计算。
3.大规模数据处理：新一代测序技术产生的海量序列数据需要强大的数据处理方法和分析工具，在计算机科学领域有着很高的要求。
4.多模式组合技术：新一代测序技术采用多种模式组合技术可以提高测序质量和深度，增加数据可靠性和复现性。
新一代基因测序技术的发展与应用
新一代基因测序技术的发展与应用近年来，随着科学技术的进步，基因测序技术也日趋成熟，而新一代基因测序技术更是推进了这一领域的发展，为我们打开了更多的研究视野和应用前景。
一、新一代测序技术的引入传统的基因测序技术往往需要大量的时间和成本，以及复杂的操作流程，不能满足大规模基因测序的需要。
而新一代测序技术，以高通量、高准确性、高效率和低成本为特点，解决了这一难点，使基因组学研究和临床应用更加便捷高效。
以Illumina公司生产的高通量测序平台为例，可以在短时间内获取巨量的基因序列信息，大大提高了测序效率。
同时，由于其高准确性和可重复性，也更加适用于临床应用。
二、新一代测序技术的应用新一代基因测序技术在许多方面都有着广泛的应用。
1.基因组学研究新一代测序技术可以更精确地测定某些基因或基因组区域的序列，通过比对得到不同个体基因组的差异，可以更准确地进行种群遗传学研究和基因进化等方面的研究，深入理解生物基因结构和功能。
此外，新一代测序技术还可以对基因表达和剪接情况等进行研究，有助于解析复杂遗传系统的分子机制，并为疾病研究提供更全面的基础数据。
2.临床应用新一代测序技术不但可以为基因组学研究提供有力支持，还可以在临床诊断、治疗和预防方面产生深远影响。
通过对某些疾病相关基因的测序分析，可以帮助医生更加精准地进行疾病诊断和治疗方案设计。
在肿瘤学领域，新一代测序技术可以为癌症患者进行靶向治疗提供决策支持，帮助患者早日获得有效治疗。
3.个人基因组检测个人基因组检测是新一代测序技术的一个重要应用方向。
通过对某些基因位点的检测，可以预测个体在某些疾病中的患病风险，并为个人的健康管理提供依据。
个人基因组检测也成为跨国公司中竞争的焦点。
例如，23andMe是一家以基因检测为主的公司，提供零售基因检测服务。
在中国市场，阿里健康也进入了基因检测领域。
三、新一代测序技术的挑战与展望尽管新一代测序技术已经取得了巨大进展和广泛应用，但仍面临着许多挑战和迫切需求。
新一代测序技术的应用前景
新一代测序技术的应用前景随着科学技术的进步，新一代测序技术正逐步开辟更加广阔的应用空间。
这种技术的发展正在对生物医学领域产生着深远的影响，它为人类疾病的治疗以及新药开发提供了前所未有的机会。
那么，新一代测序技术具体有哪些应用前景呢？1. 大规模基因组测序新一代测序技术已经成为生物医学领域中，大规模基因组测序的首选技术。
与传统的测序方法相比，新一代测序技术具有更高的精度和更快的速度。
它不仅可以简化人类基因组测序的过程，而且可以更准确地探测基因间的变异和易感性等问题。
2. 个性化治疗利用新一代测序技术，可以对患者的基因组进行测序，并针对患者基因组的特点，实现个性化治疗。
这样的治疗方案可以更好地满足患者的需求，提高治疗的成功率。
同时，这种治疗也可以节省医疗资源的使用，从而减少医疗成本。
3. 无创产前基因检测新一代测序技术可以提供更准确的无创产前基因检测技术，使得母亲在怀孕期间能够更加精确地知道胎儿的健康状况。
这种无创产前基因检测技术具有高度的准确性，同时还可以避免采样过程所带来的风险。
4. 临床诊断新一代测序技术可以为医生提供更准确的临床诊断工具，从而使得医生能够更快速地发现患者存在的问题。
这种临床诊断可以在疾病早期提出准确的诊断，避免延误治疗的情况。
这种技术还可以在改善肿瘤诊断和治疗方案方面提供重要帮助。
5. 新药开发新一代测序技术可以加速新药的开发过程，并提高新药的研发成功率。
通过对生物大数据进行分析，可以加深对疾病机理、药物作用机理等方面的理解和认识，从而开发出更有效的新药。
由此可见，新一代测序技术对于药物研发具有重要意义。
在以上应用的前景背景下，新一代测序技术已经进入了“全基因组测序”、“转录组测序”、“表观基因组测序”等阶段，其应用前景将会越来越广阔。
但是，随着数据规模的不断增大，测序数据的存储、处理和分析也将成为应用的限制因素之一。
因此，目前在新一代测序技术的应用过程中，需要不断的加强数据处理和分析的能力，以充分发挥其应用的潜力。
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３．０测序通量可达２０ Ｇ，而测序片段仅有 ｂｐ，这使得该技术与Ｓｏｌｅｘａ相比，应用范围
还不够广泛。ＡＢＩ公司正加快研发进度，争取在片 段长度方面做出重大突破。
ＤＮＡ水平的应用 新一代测序技术极大地推
２．１．１全基因组测序
万方数据
７８
生物技术通报Ｂｉｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ
Ｂｕｌｌｅｔｉｎ
ａ
ｓｕｃｈ ｒｅｓｅａｒｃｈ．
ｓｎａｐｓｈｏｔ ｏｆ ｔｈｅｓｅ
ｎｅｗ
ａｐｐｒｏａｃｈｅｓ，ｄｉｓｃｕｓｓ ｔｈｅ ａｄｖａｎｔａｇｅｓ ａｎｄ ｌｉｍｉｔａｔｉｏｎｓ ｏｆ ｔｈｅｍ，ａｎｄ ａｌｓｏ ｉｌｌｕｓｔｒａｔｅ ｔｈｅｉｒ ａｐ—
ｐｌｉｅａｔｉｏｎｓ ｉｎ ｖａｒｉｏｕｓ ｆｉｅｌｄｓ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ： Ｓｅｃｏｎｄ ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ ｓｅｑｕｅｎｃｉｎｇ Ｔｈｉｒｄ ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ ｓｅｑｕｅｎｃｉｎｇ Ｇｅｎｏｍｅ Ｔｒａｎｓｃｒｉｐｔｏｍｅ Ｒｅ－ｓｅｑｕｅｎｃｉｎｇ
生物技术通报
・技术与方法・
Ｂ１０ＴＥＣＨＮｏＬｏＧＹ ＢＵＬＬＥＴｌＮ
２０１０年第１０期
新一代测序技术的发展及应用前景
杨晓玲施苏华
唐恬
（中山大学生命科学院，广州５１０２７５）
摘要：Ｓａｎｇｅｒ测序的提出给人类破译遗传密码提供了强有力的工具。而近几年飞速发展起来的高通量测序技术无论 在成本还是效率上．都对传统测序提出了巨大的挑战。千元人类基因组计划的公布更是加快了测序研发的进程。通过下一 代测序技术，科学家不仅能够绘制出各个物种的基因组图谱，还能探讨不同条件下的基因表达差异以及不同物种之间或者物 种之内的序列差异。进而为传统生物学以及医学研究开辟新的视角。与此同时，随着各大测序平台的不断改进，普通实验室 都有能力承担此类大型测序项目。就目前正在发展的几种高通量测序技术进行了综合阐述，并比较了各种测序技术的优缺 点。最后对其应用领域作了 重测序
２应用与实践
Ｋａｈｖｅｊｉａｎ在２００８年的一篇综述中提到¨“： “如果你可以随心所欲地测序，你会开展哪些研 究？”。人类基因组计划的完成和近年来高通量测序 的兴起，使越来越多的科研工作者认识到，我们对于 生物界的认识才刚刚起步。基因图谱的绘制并不意 味着所有遗传密码的破解，癌症基因组的开展也没 有解决所有的医学难题。ＤＮＡ变异的模式和进化 机制，基因调控网络的结构和相互作用方式，复杂性 状及疾病的分子遗传基础等，仍是困扰生物学家和 医学家的难题，而高通量测序的广泛应用，也许可以 让我们知道的更多。
收稿日期：２０１０－０４—１２
走向一个新的阶段。
１
测序与发展
Ｓａｎｇｅｒ测序作为３０多年来惟一的ＤＮＡ测序方
法，对现代生物学研究起到了极大的促进作用。然 而随着大规模基因组学的兴起，多种高通量低成本 的测序技术应运而生，并逐步被应用到生物学研究 的各个领域。目前，新一代测序技术正以Ｓａｎｇｅｒ测 序无可比拟的 速度产生海量数据，不仅引领生命科学全面进 入后基因组时代，更推动了生物信息学、系统生物学
基金项．目：国家自然科学基金项目（３０７３０００８，３０９７０２０８，４０９７６０８１），“９７３”计划项目（２００７ＣＢ８１５７０３），中山大学莺点培育计划项目及有害生物 控制与资源利用国家重点实验室创新课题，教育部留学归国人员科研启动基金，中山大学重点培育计划 作者简介：杨晓玲，女，硕士研究生，研究方向：分子进化；Ｅ－ｍａｉｌ：ｓｙｓｕｌｓｙｘｌ＠ｇｍａｉｌ．ｃｏｍ 通讯作者：唐恬．副教授，Ｅ．ｍａｒｌ：ｔｔｉａｎ．．８＠ｈｏｔｍａｉｌ．ｃｏｍ
双螺旋结构的发现，遗传密码的破解，第一个完 整基因组图谱的绘制…让科学家越来越多地认识 到测序在生物学研究中的重要作用。从１９７７年 Ｓａｎｇｅｒ和Ｃｏｕｌｓｏｎ关于快速测序技术论文的首次发 表¨’２’，到２０１０年高通量测序的广泛应用，海量遗 传信息被相继揭秘；从人类基因组计划，到人类基因 组单倍型图计划，再到人类癌症基因组及个体基因 组计划，人类对于自身的研究也日趋深入。千元基 因组计划的提出，后基因组时代的到来。势必推动测 序技术的突飞猛进，人类对于自然界的认识也必将
万方数据
２０１０年第１０期
杨晓玲等：新一代测序技术的发展及应用前景
Ｄａｎａｈｅｒ
等交叉学科的迅猛发展。
１．１
Ｍｏｔｉｏｎ公司推出Ｐｏｌｏｎａｔｏｒ¨１测序仪同
第二代测序——高通量低成本齐头并进
以高通量低成本为主要特征的第二代测序，不
样也是基于Ｃｈｕｒｃｈ小组的研究成果，但是该设备的 成本要低很多，同时用户在使用时可以根据自己的 研究目的设置不同的测序条件。而Ｃｏｍｐｌｅｔｅ
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｏｆ Ｓａｎｇｅｒ ｓｅｑｕｅｎｃｉｎｇ ｈａｓ ｂｒｏｕｇｈｔ ｅｖｅｒ，ｔｈｅ ａｒｒｉｖａｌ ｏｆ ｈｉｇｈ—ｔｈｒｏｕｇｈｐｕｔ ｓｅｑｕｅｎｃｉｎｇ ａｌｓｏ
ｉｎ
ｏｖｅｒ
ａ
ｐｏｗｅｒｆｕｌ ｔｏｏｌ ｆｏｒ ｈｕｍａｎ ｂｅｉｎｇ
ｔｏ
ｄｅｃｉｐｈｅｒ ｔｈｅ ｇｅｎｅｔｉｃ ｃｏｄｅ．Ｈｏｗ—
ＵＳ
ｅｒａｔｉｏｎ ｓｅｑｕｅｎｃｉｎｇ ｗｉｌｌ ａｌｌｏｗ
ｓｅｑｕｅｎｃｅ
ｔｏ
ｄｒａｗ
ａ
ｃｏｍｐｌｅｔｅ ｇｅｎｏｍｅ ｍａｐ，ｃｏｍｐａｒｅ
ｏｕｔ
ｇｅｎｅ ｎｅｗ
ｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎ
ａｖｅｎｕｅ
ｕｎｄｅｒ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ，ａｎｄ ｄｅｍｏｎｓｔｒａｔｅ
ｏｒ
ｖａｒｉａｔｉｏｎ ｂｅｔｗｅｅｎ
ｓｙｓｔｅｍｓ／ｇｅｎｏｍｅ—ａｎａｌｙｚｅｒ＿ｉｉｘ．ｉｌｍｎ）ｏ
１．１．２
第三代测序——单分子长片段有望实现
第二代测序技术虽然在各方面都有了较大的突
破，但是仍然建立在ＰＣＲ扩增的基础上。为了避免 ＰＣＲ扩增带来的偏差，科学家目前正在研制对ＤＮＡ 单个分子直接测序的第三代测序仪。最具代表性的 包括Ｈｅｌｉｓｃｏｐｅ单分子测序仪，单分子实时合成测序 法，纳米孔测序技术等。 Ｈｅｌｉｃｏｓ技术仍然是基于合成测序原理¨…，它 采用了一种新的荧光类似物和灵敏的监测系统，能 够直接记录到单个碱基的荧光，从而克服了其他方 法须同时测数千个相同基因片段以增加信号亮度的 缺陷。Ｐａｃｉｆｉｃ Ｂｉｏｓｃｉｅｎｅｅｓ公司研发的单分子实时合 成测序法充分利用了ＤＮＡ聚合酶的特性，可以形象 的描述为通过显微镜实时观测ＤＮＡ聚合酶，并记录 ＤＮＡ合成的整个过程。纳米孔测序技术［１１’１２１则是 利用不同碱基在通过纳米小孔时引起的静电感应稍 有不同，或者不同碱基通过小孔的能力各有差异，来 加以区分不同的碱基信号。
ｏｒ
ｗｉｔｈｉｎ ｓｐｅｃｉｅｓ，ａｌｌ ｏｆ ｗｈｉｃｈ ｗｏｕｌｄ ｏｐｅｎ
ａ
ｆｏｒ ｂｉｏｌｏｇｉｃａｌ
ｍｅｄｉｃａｌ ｒｅｓｅａｒｃｈ．Ａｔ ｔｈｅ ｓａｍｅ
ｔｏ ｃａｒｒｙ ｏｕｔ
ｔｉｍｅ，ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｈｉｇｈｌｙ—ｄｅｖｅｌｏｐｅｄ ｓｅｑｕｅｎｃｉｎｇ ｐｌａｔｆｏｒｍｓ，ｎｅａｒｌｙ ｅｖｅｒｙ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｔｅａｍ ｗｏｕｌｄ ｈａｖｅ ｔｈｅ ｏｐｐｏｒｔｕｎｉｔｙ Ｉｎ ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ，ｗｅ ｐｒｏｖｉｄｅ
１．２
聚合酶合成测序法Ｒｏｃｈｅ公司推出的４５４
技术开辟了高通量测序的先河。该技术通量可达 Ｓａｎｇｃｒ测序的几百倍，而成本却只有几十分之一，因 此一经推出，便受到了国际上基因组学专家的广泛 关注。４５４采用焦磷酸合成测序法Ｈ Ｊ，避免了传统 测序进行荧光标记以及跑胶等繁琐步骤，同时利用 乳胶系统对ＤＮＡ分子进行扩增，实现了大规模并行 测序。截止到２０１０年４月，已有７００多篇文献是采 用了４５４测序技术（ｈｔｔｐ：／／４５４．ｃｏｍ／ｐｕｂｌｉｃａｔｉｏｎｓ． ａｎｄ—ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ／ｐｕｂｌｉｃａｔｉｏｎｓ．ａｓｐ），对该技术是一个极 大的肯定。 Ｉｌｌｕｍｉｎａ公司推出的Ｓｏｌｅｘａ遗传分析仪是合成 技术的进一步发展与延伸。该技术借助高密度的 ＤＮＡ单分子阵列，使得测序成本和效率均有了较大 改善。同时Ｓｏｌｅｘａ公司提出的可逆终止子”１也是 该技术获得认可的原因之一。与４５４相比。Ｓｏｌｅｘａ 拥有更高的通量，更低的成本。虽然片段长度较短 仍是主要的技术瓶颈，但是对于已有基因组的物种 来说，Ｓｏｌｅｘａ理所当然成为第二代测序技术的首选。 ２００８年以来，利用该技术开展的研究大幅度上升， 报道文献达４００多篇（ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｉｌｌｕｍｉｎａ．ｃｏｍ／
２．１
连接酶合成测序法
２００７年ＡＢＩ公司在
Ｃｈｕｒｃｈ小组拍１研究成果的基础上推出了ＳＯＬＩＤ测 序仪。该技术的创新之处在于双碱基编码…的应 用，即每个碱基被阅读两次，因此大大减少了测序带 来的错误率，同时可以方便的区分ＳＮＰ和测序错 误。在测序过程中，仪器自动加入４种荧光标记的 寡核苷酸探针，探针与引物发生连接反应，通过激发 末端的荧光标记识别结合上的碱基类型。目前
剪切，转录本ＳＮＰ等重要信息。Ｃｌｏｏｎａｎ等旧２ ｏ利用 ＳＯＬＩＤ对小鼠胚胎于细胞分化前后的转录组进行了 比较，挖掘出不同时期特异表达的基因以及单核苷酸 多态性，阐述了分化路径中的关键因素；Ｔａｎｇ等旧列利 用ＲＮＡ—Ｓｅｑ对小鼠单个卵母细胞进行表达谱分析， 与芯片技术相比，高通量测序可以多检测到７５％的 基因表达，并且有８％一１９％的基因存在两种以上 的转录形式。 ２．２．２小分子ＲＮＡ测序小分子ＲＮＡ是一类特 殊的调控序列，在生物体内扮演着重要的角色，近几 年受到了科学界的广泛关注。传统的研究方法主要 包括正向遗传学筛选，克隆测序法，芯片技术等，而 近几年兴起的高通量测序给小分子ＲＮＡ研究带来 了新的思路。较短的序列长度虽然是目前高通量测 序难以打破的瓶颈，却正好可以覆盖小分子ＲＮＡ的 长度。科研工作者通过测序，可以预测新的ｍｉＲ— ＮＡ．研究ｍｉＲＮＡ的保守性，建立ｍｉＲＮＡ表达谱，比 较ｍｉＲＮＡ表达丰度以及发现其他非编码ＲＮＡ等。 Ｌｕ等Ⅲ１利用４５４技术对果蝇３个物种的ｍｉＲＮＡ进 行测序，结果发现ｍｉＲＮＡ和其他基因一样，也经历 着“产生”和“消亡”的过程；Ｍｏｒｉｎ等旧刮利用Ｓｏｌｅｘａ 对人类胚胎干细胞进行小分子ＲＮＡ谱带分析，共发 现了８１个差异表达的小分子ＲＮＡ，并鉴定了２３种 未报道的ｍｉＲＮＡ。 ２．３表观基因组学应用