排序技術的遠期脫氧核糖核酸

凱瑟琳 Shaffer, M.Sc。

自從排序方法的第一 Sanger 在 1977年,介紹脫氧核糖核酸排序進行了根本預付款。 一個基本對利用的任意地添加鏈子終止 deoxynucleotides 在脫氧核糖核酸綜合期間生成長度脫氧核糖核酸鏈子有所不同 Sanger 排序。 那些在聚丙烯酰胺凝膠然後分隔,并且 「请讀」左到右像書。 今天,有與迅速和準確的結果的大多被改進的方法。

脫氧核糖核酸順序。 畫像著作權: Gio.tto/Shutterstock
脫氧核糖核酸順序。 畫像著作權: Gio.tto/Shutterstock

從選拔分子排序的 Sanger 方法

20世紀 90年代末和 2000s,人類染色體項目驅動了在包括全部染色體獵槍排序和下一代排序的方法的上述 Sanger 方法的改善。 通過破壞脫氧核糖核酸大順序和同時排序他們一個大量並行方式,數據能快速地被生成。 改進計算機科技,這個順序可能然後被重新召集,并且全部的染色體開始被解碼。

像 Solexa 的公司和生活技術在那些方法改善了,再,創建排序技術的下一代。 在排序的下一代,脫氧核糖核酸模板片段附有像載玻片的固定的表面或 microbeads 為自動化的,更高處理量處理。 那些化工創新在第二代排序被添加了。 這些方法被開發了并且贏得了在這个 2000s 的聲望。

更新的方法現在這個展望期。 唯一分子排序 (SMS)是由 PCR 繞過放大作用的途徑,一個關鍵的步驟在所有下一代技術。 PCR 放大作用乘原始模板脫氧核糖核酸片段以數百或千位時期,以便它可以用光學探知方法形象化。

SMS 方法詢問一個唯一脫氧核糖核酸分子,解決 PCR 進程和偏心引入的問題。 SMS 的潛在的好處在下一代排序的包括更加快速的週轉時間,長期讀長度,高精確度,較不原材料和更加低價。 預計與 SMS,一條全部的染色體也許為一樣一點排序像 $100。

Helicos 基因分析

當他們是延長的, Helicos 基因分析平臺排序與一個平面被結合的各自的脫氧核糖核酸分子。 螢光被標記的核苷酸類似物,稱 Virtual Terminator 核苷酸。 在讀這個順序的擴展名每舍入,但是它消滅對於像 Illumina 和 Roche 454 後的下一代技術是必需的 PCR 步驟此技術仍然要求停留。

在排序一條單個脫氧核糖核酸子線的原始的誤差率是超過 5%。 然而,當排序被執行以一個高度並行方式時,共識被完成的順序準確性 99%。 此方法可能由脫氧核糖核酸聚合酶的替代的反向 transcriptase 也用於直接地排序核糖核酸。 Helicos 基因分析在 2009年用於排序染色體其共同創立者之一,斯蒂芬 Quake 博士在以下 $50,000 的。 然而,在 2012年 Helicos 為第11章破產隨後歸檔。

唯一分子實時排序

和平的生物科學開發了實時唯一的分子 (SMRT) 排序方法,在直接觀察脫氧核糖核酸一根頭髮絲綜合基礎上。 SMRT 排序利用毫微米縮放比例房間查出一條唯一脫氧核糖核酸子線和脫氧核糖核酸聚合酶。 脫氧核糖核酸聚合酶分子停住然後充斥與螢光被標記的核苷酸。

核苷酸,當他們散開下來對被限制的脫氧核糖核酸子線和由脫氧核糖核酸聚合酶,識別并且合併可以檢測。 擴散和擴展名進程在毫秒發生,因此意味著脫氧核糖核酸聚合酶被添加幾個基礎每秒。 由於熒光染料附有核苷酸通過磷酸鹽鏈子,它從核苷酸斷開在脫氧核糖核酸聚合酶回應時,釋放從生長脫氧核糖核酸鏈子。

SMS 技術的一個重要好處是他們不斷地排序這個分子,而不是停留在基本擴展名以後每舍入讀。 並且,這個方法在這個市場有這個傾向生成更長的順序讀,當今天比較與其他平臺。

覆核: Tomislav Meštrović, MD, PhD 博士

來源

  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

[深層讀取:脫氧核糖核酸排序]

Last Updated: Sep 11, 2017

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