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Nature Methods:纳米孔测序仪潜力无限

文章作者:www.cs-vaccine.com发布时间:2019-09-26浏览次数:1619

来自Oxford Nanopore的MinION是第一个商业纳米孔测序仪。虽然它带来了无限的希望,但也存在高错误率的问题。英国伯明翰大学的Nicholas J. Loman和爱丁堡大学的Mick Watson在最新一期的《Nature Methods》中写道,新开发的工具改进了纳米孔测序。

MinION测序的原理是当单链DNA通过500个微小的蛋白质孔时,仪器测量电流的变化。它与众不同之处在于其体积小(比智能手机小),即插即用。 2012年,MinION在AGBT年会上亮相,引起了轰动。然而,直到2年后,第一批用户才获得该仪器。其绩效报告也可提供。

本期《Nature Methods》还包括加州大学圣克鲁兹分校的Miten Jain等人的文章。他们第一次全面评估和优化了MinION数据。他们发现,由于测序试剂的更新,测序准确度在过去六个月中有了显着改善,现已达到85%。本文的共同作者Mark Akeson是纳米孔测序的先驱之一,使用酶来控制DNA通过纳米孔的速率。然而,Akeson只是Minion早期试验计划的参与者之一。

研究人员评估了纳米孔读数形成准确共有序列以检测变异的能力,这是所有测序技术的第一步。结果令人满意,他们发现当对高覆盖率的噬菌体基因组进行测序时,检测单核苷酸多态性的准确率为99%。研究人员认为,MinION可为微生物突变检测和诊断提供足够的高质量数据。

尽管纳米孔测序仪中的系统误差可能意味着难以在某些区域获得准确的序列,但Loman和Watson仍然对该平台持乐观态度。有几个原因。

首先,测序界的许多研究人员都希望纳米孔数据像PacBio的数据一样发展。 PacBio一开始也有很高的错误率,但它通过持续改进和更好的生物信息学工具实现了高准确度,现在常规应用于基因组组装。长读取补充了短读取平台并解决了后者无法解决的一些挑战。 Jain等人。使用MinION生成一个42kb的读数,确定X染色体上以前无法解析的重复次数。

其次,MinION符合更小,更便宜的测序仪的趋势,可以进入更多的研究实验室和临床环境。这意味着实时病原体检测,医院床边排序和实时环境监测将很快成为现实。当然,要实现真正的便携式测序需要克服一些挑战,例如样品制备,试剂冷冻等。

作者认为,研究领域的下一个挑战是从头组装,这意味着MinION可能成为PacBio的强大竞争者,特别是在微生物基因组中。纳米孔技术直接对单链进行测序,表明其具有检测碱基修饰的潜力,例如甲基化DNA。此外,预计可实现直接RNA测序和蛋白质测序。简而言之,未来是无止境的。