Science：新型单分子DNA测序仪研制成功

图片说明：新方法测序无需进行DNA扩增。

（图片来源：Getty）

美国Helicos BioSciences公司研究人员近日称，他们开发出了一种新型的测序设备——单分子DNA测序仪（single-molecule DNA sequencers）。该仪器能够“阅读”单分子DNA的单个碱基。相关研究文章发表在4月4日的《科学》（Science）上。

传统上，在测序之前，要先对DNA链进行扩增。这一过程往往会引入错误，并且对某些DNA片断来说无法很好地实现，从而使得对整个基因组进行测序变得尤为困难。

Helicos BioSciences公司以病毒M13为实验对象，首先将它的基因组截成小的片断，用一种酶将短小DNA标签附于每个片断的末端，在适当的位置锚定DNA片断。之后加入DNA复制酶和带有荧光标签的碱基或碱基对。当荧光DNA形成链时，就用相机拍下每个新加上的碱基对。

这一新方法称为“合成测序”，原则上与其它一些方法相同。不同之处在于，其它一些方法需要同时测序数千个相同的基因组片断以使信号足够“明亮”，新方法能够侦测到单个碱基的荧光。

新方法避开了繁琐的扩增过程，将能大大降低测序的时间和成本。Helicos BioSciences公司估计，新仪器能够用8周的时间测序一个人的基因组，代价是7万2000美元，而仪器本身则价值135万美元。

美国能源部联合基因组研究所主任Edward Rubin说：“这太酷了！最终，单分子测序将成为通行的方法。”

新的发现无疑又朝着1000美元/人的宏伟基因组测序计划迈近了坚实的一步。论文第一作者Timothy Harris认为，这一目标将会在5年以内实现。（科学网梅进/编译）

生物谷推荐原始出处：

（Science），Vol. 320. no. 5872, pp. 106 – 109，Timothy D. Harris，Zheng Xie

Single-Molecule DNA Sequencing of a Viral Genome

Timothy D. Harris,¹^* Phillip R. Buzby,¹ Hazen Babcock,¹ Eric Beer,¹ Jayson Bowers,¹ Ido Braslavsky,² Marie Causey,¹ Jennifer Colonell,¹ James DiMeo,¹ J. William Efcavitch,¹ Eldar Giladi,¹ Jaime Gill,¹ John Healy,¹ miRNA Jarosz,¹ Dan Lapen,¹ Keith Moulton,¹ Stephen R. Quake,³ Kathleen Steinmann,¹ Edward Thayer,¹ Anastasia Tyurina,¹ Rebecca Ward,¹ Howard Weiss,¹ Zheng Xie¹

The full promise of human genomics will be realized only whenthe genomes of thousands of individuals can be sequenced forcomparative analysis. A reference sequence enables the use ofshort read length. We report an amplification-free method fordetermining the nucleotide sequence of more than 280,000 individualDNA molecules simultaneously. A DNA polymerase adds labelednucleotides to surface-immobilized primer-template duplexesin stepwise fashion, and the asynchronous growth of individualDNA molecules was monitored by fluorescence imaging. Read lengthsof >25 bases and equivalent phred software program qualityscores approaching 30 were achieved. We used this method tosequence the M13 virus to an average depth of >150x and with100% coverage; thus, we resequenced the M13 genome with high-sensitivitymutation detection. This demonstrates a strategy for high-throughputlow-cost resequencing.

¹ Helicos BioSciences Corporation, One Kendall Square, Cambridge, MA 02139, USA.
² Department of Physics and Astronomy, Ohio University, Athens, OH 45701, USA.
³ Department of Bioengineering, Stanford University, and Howard Hughes Medical Institute, Stanford, CA 94305, USA.