4. 新型纳米孔测序技术.pdf

小词典 小词典 1. Polony芯片 该方法是由瑞士日内瓦雪兰诺制药研究中心的Eric Kawashima、俄罗斯科学院的Alexander Chetverin和当时在美国哈佛 大学的密特拉共同开发的。他们制作出了可排列在载玻片或凝胶分子层上的一个个独立的聚合酶群落，成为polony ，每 一个聚合酶群落里都含有一个DNA模板分子，通过PCR反应就可以获得大量的模板。这些扩增后的聚合酶群落就像菌落 一样一个个散布在载玻片或凝胶分子层上，成为polony芯片。每一个polony直径约为1 μm，一个芯片上可以承载数十亿 个聚合酶群落。 2 . 元基因组 （metagenomics ） 元基因组又称环境基因组学，是指同时被研究的整个微生物群落的DNA 。 3. Phred样质量值 （Phred-like quality scores ） Phred样质量值最初是被定义用来衡量自动DNA测序质量的。Phred样质量值被广泛用来衡量DNA测序仪的测序质量好 坏，并且被用来比较不同测序方法之间的效率高低。 Phred样质量值 在多少个碱基中掺入1个错误碱基数 测序准确率 10 10 90 % 20 100 99 % 30 1,000 99.9 % 40 10,000 99.99 % 50 100,000 99.999 % 四、新型纳米孔测序技术 新型纳米孔测序法 （nanopore sequencing ）是采用电泳技术，借助电泳驱动单个分子逐一通过纳米孔 来实现测序的。由于纳米孔的直径非常细小，仅允许单个核酸聚合物通过，因而可以在此基础上使用多种方 法来进行高通量检测。此外，纳米级别的孔径保证了检测具有良好的持续性，所以测序的准确度非常高。对 于长达1,000个碱基的单链DNA分子、RNA分子或者更短的核酸分子而言，根本无需进行扩增或标记就可以 使用纳米孔测序法进行检测，这使得便宜、快速地进行DNA测序成为可能。如果对现有纳米孔测序法进行进 一步发展和改进，那么它将有望成为第三代测序技术 （也可称为下、下一代测序技术），从而帮助人们实现 24小时内只花费1,000美元完成二倍体哺乳动物基因组测序这一目标。 一个盛满电解质溶液的容器被一纳米孔膜隔成两半，如果施以比较小的电压，如约100mV 电压，就能 使用标准的电生理检测手段测量通过纳米孔的电流大小。很多生物电通道的开关都是靠小肽段分子是否堵 塞通道来实现的。基于这个事实，加州大学圣克鲁兹分校 （University of California Santa Cruz, UCSC ）的 Deamer和哈佛大学 （Harvard University ）的George Church都不约而同地提出一个构想：如果DNA分子 或者RNA分子也能堵塞某个通道，那么应该可以运用上述方法来检测电流。接下来，Deamer和Branton等 人证明了单链DNA和RNA分子能通过蛋白质组成的孔道，并且能检测到它们通过这种纳米级孔道时所造成 Staphy lococcus aureus tox in， 的电流改变 （图8a ）。他们使用的孔道蛋白是金黄色葡萄球菌α溶血素 （ α-hemolysin ）。这种蛋白以前曾被Bayley 小组用作生物传感器。Bayley 小组发现，α溶血素蛋白非常稳 2323 生生命命奥奥秘秘wwwwww..lliiffeeoommiiccss..ccoomm 定，即使在接近100 ℃的情况下也能维持正常的功能。Deamer和Branton等人发现，因为α溶血素蛋白孔径 非常小，简直与单链核苷酸的直径相差无几，所以可以将折叠卷曲的核苷酸链解开，并仅允许它以单链的形