淺議基因測序技術的代際：後記

淺議基因測序技術的代際：後記

  (2019-02-13 18:59:04)

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標籤：  基因測序技術   技術代際

分類： 基因組技術

針對上一篇《淺議基因測序技術的代際》，楊煥明院士專門與筆者分享了本身的見解，也提出了很好的建議。

  楊老師整體上對文中觀點給予了確定，但也指出一些細節還值得商榷。好比，對於「大規模並行測序」，楊老師更主張使用「大規模並行高通量測序（Massively Parallel High-throughput sequencing, MPH)」這一提法。

究其緣由，我想正是由於MPH擯棄了以往測序「一個模板、一條泳道」的策略，實現了大規模、多模板的並行測序，使得測序通量提升了幾個數量級。測序技術的「大規模並行化」與「高通量」緊密關聯，也是這一代測序技術的關鍵特色。

楊老師同時提醒，測序是一個技術體系，測序儀是其中的核心，但不單單是測序儀，還有其餘關鍵技術。之後有機會，我們再聊聊這方面內容。

縱觀測序技術的發展歷程，其經歷了從「前直讀」到「直讀」、從手工到自動化、從平板電泳到毛細管凝膠電泳、再到MPH測序這四個階段、四個突破（這未嘗不是一種測序技術代際劃分方法呢？）。

爲更好了解測序技術的源流，筆者查閱了楊老師主編的《基因組學》一書的相關章節，現將測序技術四個突破的有關內容摘錄以下：

 

一、 測序技術的第一個突破：直讀

直讀，就是直接讀取DNA分子的鹼基序列。直讀是測序技術發展史上的重要里程碑。

第一代有效直接讀取鹼基序列的DNA測序技術體系主要有Maxam-Gilbert化學降解法，以及Sanger 雙脫氧核苷酸末端終止法。

 

二、 測序技術的第二個突破：自動化

在測序反應產物電泳的讀膠環節使用掃描儀是測序自動化的重要突破。 80年代，四色熒光標記的發明是Sanger法走向自動化的關鍵突破。

四色熒光標記，就是使用四種熒光物質（以特定的、不一樣波長的激光，能夠激發產生不一樣的顏色），分別標記四種特定的ddNTP。這樣，一條電泳泳道，能夠分析一個標本的全部四個測序反應的產物，而對應位置的激光器能夠對膠板上經過的測序反應產物進行掃描。

 

三、 測序技術的第三個突破：規模化

毛細管電泳測序技術的出現，使測序技術進入規模化運行階段（相比後續發展，此階段實現的是相對初級的規模化）。

毛細管電泳測序使Sanger法實現了規模化、高通量化、自動化，再也不須要人工制膠。正是這一技術的問世，使得國際人類基因組計劃（HGP）得以提早完成。

 

四、 測序技術的第四個突破：大規模並行高通量測序

大規模並行高通量測序（MPH），也就是新一代測序（new-generation）或者下一代測序(next-generation)。

這一代測序儀的問世，是測序技術發展史上影響最爲深遠的變革。

大規模並行高通量測序技術，經過在一張微流控芯片上，造成成百上千萬甚至上億個模板的高密度分子簇，其中每個分子簇就是一個裸露的測序反應，最終使得測序通量提升了幾個數量級。

若是對比毛細管技術的單道特色，即「一個樣本、一個反應、一條泳道」，更加容易理解MPH這種規模化與高通量的特徵。

 

最後，筆者向楊老師的關心與指導表示衷心感謝，也對他嚴謹治學的態度表示敬佩！紙上得來終覺淺，絕知此事要躬行。對於一些初期的測序技術，咱們可能沒有機會接觸到了，而新技術發展又如此迅速，咱們也不大可能進行所有實踐。所以，多一些好學與思考，是十分必要的。