Illumina_454_ABI测序仪比较.pdf

Illumina 454 ABI Illumina 454 ABI IIlllluummiinnaa 445544 AABBII 、 、 测序仪比较 Illumina Illumina IIlllluummiinnaa测序仪 Illumina 公司的新一代测序仪Genome Analyzer 最早由Solexa 公司研发，利用其专利核心 技术“DNA 簇”和“可逆性末端终结（reversible terminator）”，实现自动化样本制备及基因组 数百万个碱基大规模平行测序。Illumina 公司于2007年花费6亿美金的巨资收购了Solexa， 就是为了促成Genome Analyzer 的商品化。Genome Analyzer 作为新一代测序技术平台， 具有高准确性，高通量，高灵敏度，和低运行成本等突出优势，可以同时完成传统基因组学 研究（测序和注释）以及功能基因组学 （基因表达及调控，基因功能，蛋白/核酸相互作用） 研究。 Genome Analyzer 自上市以来，已经为千人基因组计划立下了赫赫战功。今年早期，荷兰 科学家利用它首次绘出女性的基因组图谱。而就在前两周，《Nature》杂志上一连出现三个 人类基因组图谱：炎黄一号-第一个亚洲人图谱；第一个癌症病人图谱；第一个非洲人图谱。 它们全是依赖Genome Analyzer 完成的。哗，一下就来仨！这和第一个人类基因组图谱的 13年形成了多么鲜明的对照。 根据去年底的数据，Genome Analyzer 已售出约200台，估计是市场占有率最广的。前不 久，华大基因再添置了12台，准备放在香港和深圳的实验室，至此华大基因已经有29台Ge nome Analyzer。而著名的麻省理工学院和哈佛大学 Broad 研究院拥有47台Illumina 测序 仪。众多实验室之所以选择Illumina，看中的无疑是Genome Analyzer 的高性价比。 上个月，Illumina 将Genome Analyzer II 升级到Genome Analyzer IIx，距年底实现单次 运行获得95 GB 数据的宏伟目标又近了一步。Genome Analyzer IIx 有两个核心特征：其 一是更大的试剂冷却器，支持超过100个测序循环，进一步提升了系统的易用性和自动化； 其二是全新的流动池支架，让每轮运行所得的高质量数据增加20%。依靠系统软件和试剂的 改进，Genome Analyzer IIx 现在能够支持100 bp 以上的配对末端读长，并在每次运行中 产生超过20 GB 的高质量数据。 Genome Analyzer 技术的基本原理： 1. 文库制备 将基因组DNA 打成几百个碱基（或更短）的小片段，在片段的两个末端加上接头(adapter)。 2. 产生DNA 簇 利用专利的芯片，其表面连接有一层单链引物，DNA 片段变成单链后通过与芯片表面的引 物碱基互补被一端“固定”在芯片上。另外一端（5’或3’）随机和附近的另外一个引物互补， 也被“固定”住，形成“桥 (bridge) “。反复30轮扩增，每个单分子得到了1000倍扩增，成为 单克隆DNA 簇。DNA 簇产生之后，扩增子被线性化，测序引物随后杂交在目标区域一侧的 通用序列上。 3. 测序 Genome Analyzer 系统应用了边合成边测序（Sequencing By Synthesis）的原理。加入 改造过的DNA 聚合酶和带有4种荧光标记的dNTP。 这些核苷酸是“可逆终止子”，因为3’ 羟基末端带有可化学切割的部分，它只容许每个循环掺入单个碱基。此时，用激光扫描反应 板表面，读取每条模板序列第一轮反应所聚合上去的核苷酸种类。之后，将这些基团化学切 割，恢复3端粘性，继续聚合第二个核苷酸。如此继续下去，直到每条模板序列都完全被聚 合为双链。这样，统计每轮收集到的荧光信号结果，就可以得知每个模板DNA 片段的序列。 目前的配对末端读长可达到2×50 bp，更长的读长也能实现，但错误率会增高。读长会受到 多个引起信号衰减的因素所影响，如荧光标记的不完全切割。 4. 数据分析 自动读取碱基，数据被转移到自动分析通道进行二次分析。 Genome Analyzer 系统之所以如此畅销，关键在于其技术上的优势。 1. 可扩展的超高通量 Genome Analyzer 系统目前每次运行后