技術を配列する未来の DNA

キャサリン Shaffer 著、 M.Sc。

DNA の配列は方法を配列する最初の Sanger が 1977 年に導入されてから根本的な前進を経ました。 1 つの基礎ペア任意に追加される異なる長さの DNA の鎖を生成するために deoxynucleotides を DNA の統合の間に鎖終えます利用される Sanger の配列。 それはポリアクリルアミドゲルでそれから分かれて、本のように左から右を 「読んで下さい」。 現在、急速で、精密な結果を用いる多数の改善された方法があります。

DNA シーケンス。 画像著作権: Gio.tto/Shutterstock
DNA シーケンス。 画像著作権: Gio.tto/Shutterstock

分子の配列を選抜する Sanger 方法から

1990年代末そして 2000s、ヒトゲノムプロジェクトは全ゲノムの散弾銃の配列および次世代の配列方法が含まれていた Sanger 前述の方法の改善を運転しました。 DNA の大きいシーケンスを分割することおよび大きく平行方法で同時に配列することによって、データはより速く生成できます。 コンピュータ技術の改善によって、シーケンスはそれから再構成でき、全ゲノムは解読され始めました。

Solexa のような会社および生命技術はそれらの方法でけれども再度改良しま、技術を配列している次世代を作成します。 配列している次世代では DNA のテンプレートのフラグメントはスライドガラスのような固体表面かより自動化された、より高いスループット処理のために microbeads に接続します。 ある化学革新は第二世代の順に追加されました。 これらの方法は開発され、 2000s の人気を得ました。

より新しい方法は地平線に今あります。 単一の分子の配列は (SMS) PCR によって拡大をバイパスするアプローチ、すべての次世代の技術の重要な一歩です。 PCR の拡大は何百かたくさんもの時光学検出方法によって視覚化することができるように元のテンプレート DNA のフラグメントを増加します。

SMS 方法は単一 DNA の分子に質問しま、 PCR プロセスによってもたらされる問題およびバイアスを克服します。 次世代の配列上の SMS の潜在的な利点はより速い送受反転時間を含み、より長く、より少ない開始材料高精度な、長さそして低価格を読み。 SMS と、全ゲノムが $100 程に少しのために配列されるかもしれませんと推定されています。

Helicos の遺伝の分析

Helicos の遺伝の分析のプラットホームは拡張であると同時に平面と結ばれる個々の DNA の分子を配列します。 Virtual Terminator ヌクレオチドと呼出される蛍光に分類されたヌクレオチドのアナログ。 この技術はまだシーケンスを読む拡張の各円形 Illumina および Roche 454 のような次世代の技術に必要な PCR のステップを除去したが後休止を必要とします。

個々の DNA の繊維の配列の未加工誤り率は 5% 以上です。 ただし、配列するとき非常に平行方法で遂行される、一致によって終えられるシーケンス正確さは 99% にあります。 DNAポリメラーゼのための代替の逆の transcriptase によってまたこの方法が RNA を直接配列するのに使用することができます。 Helicos の遺伝の分析が共同出資者の 1 人、スティーブン Quake 2009 年に以下 $50,000 のための先生のゲノムを、配列するのに使用されました。 ただし、 Helicos は 2012 年に章の破産のために第 11 続いてファイルしました。

単一の分子のリアルタイムの配列

太平洋の生物科学はリアルタイム単一の分子を (SMRT) 開発しま直接 DNA の単一繊維の統合を観察することに基づいている方法を配列します。 SMRT の配列は単一 DNA の繊維および DNAポリメラーゼを隔離するためにナノメータースケール区域を利用します。 DNAポリメラーゼの分子は蛍光に分類されたヌクレオチドと固定し、次にあふれます。

ヌクレオチドは DNAポリメラーゼによってバインドされた DNA の繊維に拡散し、認識され、そして組み込まれると同時に検出することができます。 拡散および拡張プロセスはミリ秒に起こります、従って DNAポリメラーゼが毎秒複数のベース追加されることを意味します。 蛍光染料は隣酸塩鎖を通してヌクレオチドに接続するので、成長する DNA の鎖からそれ自身を放す DNAポリメラーゼの反作用の間にヌクレオチドから切り離します。

SMS の技術の重要な利点はそれらが絶えず配列することで基礎拡張の各円形の後で読むために休止しますよりもむしろ分子を。 また他のプラットホームと今日比較されてと、方法に市場でより長いシーケンスを生成する傾向が読みますあります。

下記によって見直される: Tomislav Meštrović、 MD、 PhD 先生

ソース

  1. http://smrt.med.cornell.edu/
  2. http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/0022283675902132/
  3. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC431765/
  4. https://www.genomeweb.com/sequencing/helicos-biosciences-files-chapter-11-bankruptcy-protection

[深い読み: DNA の配列]

Last Updated: Sep 11, 2017

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