高通量测序技术在临床医学中的应用进展

医学综述 2 0 1 3年 8月第 1 9卷第 1 6期 Me d i c a l R e c a p i t u l a t e, Au g . 2 0 1 3 . V o 1 . 1 9. N o . 1 6

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高通量测序技术在临床医学中的应用进展刘莉扬 (综述),张学工 (审校)(清华大学，北京 1 0 0 0 8 4)中图分类号： R 3 3 文献标识码： A 文章编号： 1 0 0 6— 2 0 8 4( 2 0 1 3 ) 1 6￣9 7 1 - 0 3

d o i: 1 0 . 3 9 6 9/ j . i s s n . 1 0 0 6￣ 0 8 4 . 2 0 1 3 . 1 6 . 0 3 2

摘要：高通量测序技术(第二代测序技术)近年来取得快速发展，与第一代测序技术相比具有速度快、准确率高、成本低等优点，主要以 4 5 4测序技术、 S o l e x a测序技术以及 S O L I D测序技术为代表。 高通量测序技术在生命科学以及医学领域方面的研究越来越广泛，该文介绍了几种高通量测序技术的作用原理以及它们在临床方面的应用情况。 关键词：高通量测序技术； 4 5 4测序技术； S o l e x a测序技术； S O L I D测序技术；临床应用Th e App l i c a t i o n o f Hi g h- t h r o u g h pu t S e q u e nc i n g Te c h no l o g y i n Cl i n i c a l Me d i dn e HU U- y∽ g,

1高通量测序的介绍

1 . 1高通量测序技术的简介第二代测序技术即高通量测序技术，具有检测速度快、准确率高、成本低、覆盖度广以及产出巨大等特点 J。高通量测序技术主要是将通用的接头连接到需测序的片段化的基因组D N A,然后运用不同的方法

Z H A NG X u e— g o,曙. ( T s i n g h u a U n i v e￣ i t y, B e j i i n g 1 0 0 0 8 4, C h i n a )

A b s t r a c t: T h e h i g h t h r o u g h p u t s e q u e n c i n g t e c h n o l o g y ( s e c o n d— g e n e r a t i o n s e q u e n c i n g t e c h n o l o y )h g a sa c h i e v e d r a p i d d e v e l

o p me n t i n r e c e n t y e a r s, c o mp a r e d wi t h t h e i f r s t g e n e r a t i o n, t h e s e c o n d— g e n e r a t i o n o f s e q u e n c i n g t e c h n o l o y g i s wi t h t h e a d v a n t a g e s o f f a s t, h i g h e r p r e c i s i o n, a n d l o w c o s t . Th e ma i n t e c h n o l o g i e s i n c l u d e 4 5 4 s e q u e n c i n g t e c h n o l o y, g S o l e x a s e q u e n c i n g t e c h n o l o y g a n d S OL I D s e q u e n c i n g t e c h n o l o g y. Hi g h— t h r o u g h p u t s e q u e n c i n g t e c h n o l o g y a r e mo r e wi d e l y u s e d i n t h e l i f e s c i e n c e r e s e a r c h a n d me d i c a l a r e a s . He r e i s t o i n t r o d u c e t h e wo r ki n g p r i n c i p l e o f s e v e r a l h i g h— t h r o u g h pu t s e q u e n c i n g t e c h n o l o g i e s a n d t h e a p p l i c a t i o ni n c l i n i c a 1 . Ke y wo r d s: Hi g h - t h r o u g h p u t s e q u e n c i n g;4 5 4 s e q u e n c i n g t e c h n o l o g y;S o l e x a s e q u e n c i n g t e c h n o l o g y;

S OL I D s e q u e n c i n g t e c h n o l o y;Cl g i n i c a l a p p l i c a t i o n s

来产生成百上千万的单分子

多克隆聚合酶链反应 ( p o l y— 英国生物化学家 F r e d e r i c k S a n g e r与美国生物化 me r a s e c h a i n r e a c t i o n, P C R)阵列，接下来进行大规模学家 Wa l t e

r G i l b e r t于1 9 8 0年共同建立了 D N A测序的引物杂交及酶延伸反应，这些反应可以可对几十万技术，他们也因此获得诺贝尔化学奖…。在这 3 0多甚至几百万的序列同时进行，反应后每一步产生的信年里， D N A测序技术取得了飞速的进展。D N A测序号可以同时进行检测，所获得的测序数据经计算机分技术极大地推动了分子生物学的发展，是分子生物析即可获得完整的 D N A序列信息 J。目前商业化较

学中最常用的研究技术之一。S a n g e r测序法具有一成熟的高通量测序技术主要包括罗氏公司的 4 5 4测序定的局限陛，它依赖于电泳分离技术，无法进一步扩技术、 I l l u m i n a公司的 S o l e x a测序技术以及 A B I公司大和微量化，因此无法进行基因组序列测定的规模的 S O ID测序技术三个主要测序平台 J L。 化，另外该测序方法的费用十分昂贵 J。近些年随 1 . 2高通量测序技术的原理着测序技术的迅速发展，涌现出许多新一代的测序 1 . 2 . 1 4 5 4高通量测序技术的原理 4 5 4测序技术技术，也使过去大量耗费人力、物力的测序方法成为的检测原理主要是先将 P C R扩增的单链与引物进行了历史， 2 0 0 5年左右以罗氏公司的 4 5 4测序技术、 杂交，杂交后产物与 D N A聚合酶、 A T P硫酸化酶、荧 I l l u mi n a公司的 S o l e x a技术和 AB I公司的 S O L I D技术光素酶等酶以及 5 磷酸硫腺苷共同孵育，这样脱氧为主的第二代测序技术相继推出，揭开了大规模测核苷三磷酸 ( d i e t h y 1 . n i t r o p h e n y l t h i o p h o s p h a t e, d N T P ) 序时代的帷幕。新一代测序技术属于高通量测序技就会依次连接到引物上。在进行测序反应时每加入

术，是对传统测序技术的革命性提高，高通量测序技与待测模板配对的 d N T P同时会释放出相同摩尔数术一次性能同时对几百万甚至几千万条 D N A序列进行全面分析成为可能。 的焦磷酸基团，然后生成的焦磷酸基

团在 A T P硫酸

进行测序，因此实现一个物种整体转录组和基因组化酶的催化下生成 A T P,生成的 A T P驱动荧光素酶介导的荧光素向氧化荧光素转化并发出与 A T P呈正比的可见光信号。随之 A T P及未反应的 d N T P被降随着人类基因组计划的完成以及第二代测序技

术的快速发展，测序技术已经越来越广泛应用于医学解掉，再生反应体系进入下一种 d N T P,如此进行 …… 此处隐藏：11002字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……