기술을 연속 미래 DNA

Catherine Shaffer의, M.Sc.

DNA 연속은 방법을 연속 첫번째 Sanger가 1977년에 소개될 후 부터 과격한 어드밴스를 치뤘습니다. 1개의 기본적인 쌍에 의해 무작위로 추가하는 다른 길이의 DNA 사슬을 생성하기 위하여 deoxynucleotides DNA 종합 도중 사슬 종결 사용되는 Sanger 연속. 그들은 polyacrylamide 젤에 그 때 분리되고 좌로 "읽으십시오 책 같이 오른쪽으로". 오늘날, 급속하고 정확한 결과를 가진 여러 종류 향상한 방법이 있습니다.

DNA 순서. 심상 크레딧: Gio.tto/Shutterstock
DNA 순서. 심상 크레딧: Gio.tto/Shutterstock

분자 연속을 골라내는 Sanger 방법에서

1990 년대와 2000s 후반에, 인간 게놈 계획사업은 전체적인 게놈 엽총 연속 및 차세대 연속 방법을 포함한 Sanger 전술하는 방법에 개선을 몰았습니다. DNA의 큰 순서를 끊고는과 다량으로 평행한 형식에서 동시에 연속, 데이터는 더 단단 생성될 수 있었습니다. 컴퓨터 공학 향상, 순서는 그 때 재조립될 수 있고 전체적인 게놈은 해독되는 것을 시작되었습니다.

Solexa 같이 회사와 생활 기술은 그 방법에 그러나 다시 향상해, 기술을 연속 차세대를 만드. 연속 차세대에서는, DNA 템플렛 파편은 유리 슬라이드 같이 단단한 표면 또는 자동화한, 더 높은 처리량 취급을 위해 microbeads에 붙어 있습니다. 약간 화학 혁신은 2세 순서 대로 추가되었습니다. 이 방법은 개발되고 2000s에 있는 인기를 얻었습니다.

더 새로운 방법 조차 수평선에 지금 있습니다. 단 하나 분자 연속은 (SMS) PCR에 의하여 확대를 우회하는 접근, 모든 차세대 기술에 있는 결정적인 단계입니다. PCR 확대는 시간의 수백 또는 수천에 의하여 광학적인 검출 방법으로 구상될 수 있다 그래야 본래 템플렛 DNA 파편을 곱합니다.

SMS 방법은 단 하나 DNA 분자를 질문해, PCR 프로세스에 의해 소개된 문제와 편견을 극복하. 차세대 연속에 SMS의 잠재적인 이점은 더 단단 반환 시간을 포함하고, 오래 길이, 고정확도를, 더 적은 시작 물자, 더 값이 싼 읽고습니다. SMS로, 전체적인 게놈이 $100 만큼 적었던을 위해 연속지도 모르다는 것을 고 추정됩니다.

Helicos 유전 분석

Helicos 유전 분석 플래트홈은 확장되는 때 평면에 접착된 개별적인 DNA 분자를 연속. Virtual Terminator 뉴클레오티드에게 불리는 형광성으로 레테르를 붙인 뉴클레오티드 아날로그. 이 기술은 아직도 순서를 읽은 연장의 각 라운드, 그러나 Illumina와 Roche 454 같이 차세대 기술을 위해 요구된 PCR 단계를 삭제한 후에 쉼을 요구합니다.

개별적인 DNA 물가를 연속에 처리되지 않는 오류율은 5% 이상입니다. 그러나, 연속 때 높게 평행한 방법에서 실행될, 합의에 의하여 완료된 순서 정확도는 99% 이상 있습니다. 이 방법은 또한 DNA 폴리메라이제를 위한 대용 반전 transcriptase에 의해, RNA를 직접 연속 위하여 이용될 수 있습니다. Helicos 유전 분석은 그것의 공동 출자자의 한, Stephen Quake 2009년에 이하 $50,000를 위한 박사의 게놈을, 연속 위하여 이용되었습니다. 그러나, Helicos는 2012년에 장 파산을 위해 제 11 연속적으로 신청했습니다.

단 하나 분자 실시간 연속

평화로운 Biosciences는 실시간 단 하나 분자를 (SMRT) 개발해 직접 DNA의 단일 나선의 종합 관찰에 근거를 두는 방법을 연속. SMRT 연속은 나노미터 가늠자 단 하나 DNA 물가 및 DNA 폴리메라이제를 고립시키기 위하여 약실을 사용합니다. DNA 폴리메라이제 분자는 형광성으로 레테르를 붙인 뉴클레오티드로 정박되고 그 후에 범람됩니다.

뉴클레오티드는 DNA 폴리메라이제에 의해 행이는 DNA 물가에 아래로 확산하고는 인식되고는 통합되는 때 검출될 수 있습니다. 유포 및 연장 프로세스는 밀리세컨드에서 일어납니다, 그래서 DNA 폴리메라이제가 초당 몇몇 기지이라고 추가된다는 것을 의미합니다. 형광성 염료는 인산염 사슬을 통해서 뉴클레오티드에 붙어 있기 때문에, 성장하고 있는 DNA 사슬에서 해방하는 DNA 폴리메라이제 반응 도중 뉴클레오티드에서 차단합니다.

SMS 기술의 중요한 이점은 그(것)들이 지속적으로 연속 이어 기본적인 연장의 각 라운드 후에 읽기 위하여 중단 보다는 오히려 분자를. 그밖 플래트홈에 오늘 비교해 때 더구나, 방법에는 시장에 더 긴 순서를 생성하는 성향이 읽습니다 있습니다.

검토하는: Tomislav Meštrović, MD, PhD 박사

근원

  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

[추가 읽기: DNA 연속]

Last Updated: Sep 11, 2017

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