NGS(next-generationsequencing,NGS)技术

2022年11月17日 1047人阅读 返回文章列表



在20世纪70年代,Sanger等分别开发了通过链终止和片段化技术对DNA进行测序的方法,这些方法提供了破译完整基因以及整个基因组的工具,从而改变了生物学。Sanger等开发的第一代测序技术(Sanger测序)测序准确性高、读长较长,在人类基因组计划及其他领域取得重大成就,Sanger技术实现了2004年第一个人类基因组序列的完成。随着科学技术的发展,第一代测序技术已不能满足目前全基因组测序的需求,因此出现了现在的新一代基因测序方法,即NGS技术,又称大规模平行测序或深度测序,包括第二代、第三代和第四代测序技术。目前,具有代表性的第二代测序平台有基因组测序仪、HiSeq2000和MiSeq、寡聚物连接检测测序(sequencingbyoligoligationdetection,SOLID)5500XL、个人化操作基因组测序仪;第三代测序平台有HeliScope遗传分析系统和单分子实时测序技术;第四代测序技术有纳米孔测序技术。代表性的第二代测序平台主要技术核心原理是桥式PCR和荧光可逆终止子的边合成边测序,先构建待测单链DNA文库,形成寡核苷酸桥,进行PCR扩增、变性,切掉dNTP3′端延长终止基团,继续添加碱基进行测序;SOLID测序技术是基于连接酶法,即利用DNA连接酶在连接过程中测序,单链DNA文库构建、微乳液PCR扩增以及连接酶测序;纳米孔测序技术为单分子测序,有高通量的GridION和U盘大小MinION测序仪。因DNA分子在电泳驱动下通过纳米微孔组成电路时可引起特征性电流变化,据此可确定DNA分子的碱基类型和排列顺序。其有生物纳米孔和固态纳米孔,后者较前者稳定性更好。现今NGS取得了令人瞩目的进展,正在发展成为分子显微镜,几乎涉及生物医学研究的每个领域。

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