詳解納米孔測序儀
摘要：納米孔測序不適合做無(wú)創(chuàng )產(chǎn)前診斷，腫瘤基因突變，也不適合做新生兒遺傳性疾病篩查
2014年的ASHG年會(huì )于10月18日開(kāi)始在圣地亞哥舉行，有幸親眼目睹了牛津納米孔公司MinIon的現場(chǎng)演示，技術(shù)之創(chuàng )新，令人震驚！21日下午，牛津納米孔公司特地在旁邊的Hardrockhotel舉行了一個(gè)小型的封閉式的技術(shù)說(shuō)明會(huì )，講解了納米孔的測試結果。
尺寸
MinION的尺寸之小，大大出乎我的意料，竟然只有一支筆的長(cháng)度，重大約100克，太神奇了。要知道，無(wú)論是Illumina,Pacbio，還是IonProton都是100斤以上大家伙。MinION完全顛覆了測序儀的形象，從第一眼看到MinION，我就覺(jué)得納米孔技術(shù)稱(chēng)之為第四代基因測序儀，絲毫不為過(guò)。MinION直接通過(guò)USB鏈接到筆記本上，原始的電流信號通過(guò)網(wǎng)絡(luò )傳到英國的服務(wù)器上，進(jìn)行Basecalling。
測序長(cháng)度
納米孔測序沒(méi)有測序長(cháng)度的說(shuō)法，因為它完全顛覆了測序讀長(cháng)的定義。事實(shí)上，它總是能夠完整的把一條DNA鏈從頭測到尾，因此它的測序讀長(cháng)就是DNA的長(cháng)度。極端的情況是，一整條染色體都可以從頭測完，但是一般來(lái)說(shuō)樣本制備時(shí)DNA會(huì )斷開(kāi)。根據UCSC報道的用戶(hù)使用的結果表面，一般讀出的reads平均為1kb-5kb，這個(gè)讀長(cháng)完全是因為樣本打斷到了這個(gè)尺寸。我看到最長(cháng)的reads竟然長(cháng)達120kb，太神奇了!
測序速度
一個(gè)MinION有500個(gè)納米孔在并行測序，每個(gè)孔每秒測30bp，因此，要測到1G的數據，需要3天時(shí)間。
測序錯誤率
納米孔測序錯誤率非常高，高到現有的sequencealignment軟件都無(wú)法應對。UCSC的生物信息學(xué)專(zhuān)家測試了BWA,Bowtie等等，每一種都不太適合。而測序錯誤率也因軟件不同而相差巨大，如果一定要給個(gè)數字的話(huà)，大約為30%的錯誤率。納米孔技術(shù)無(wú)法像pacbio一樣做環(huán)形測序，納米孔公司的人也承認沒(méi)有找到大幅度降低錯誤率的辦法。
樣品制備
樣本的制備有點(diǎn)讓人失望。原本吹噓說(shuō)是只要DNA提取出來(lái)就可以直接上機測序的，而事實(shí)上需要四步，最短要90分鐘。分別為打斷，末端修復，ATailing和加接頭。這樣做的主要目的是降低DNA穿過(guò)納米孔的速度。
應用
納米孔測序最大最有優(yōu)勢的應用是什么?納米孔的CEO似乎也沒(méi)有想清楚。
首先，英國一所大學(xué)介紹了使用MinION的快速測序，能夠在二十分鐘內檢測出沙門(mén)氏菌。在
傳染病快速檢測方面有明顯優(yōu)勢。
其次：在人基因組復雜的區間，比如HLA，納米孔的超長(cháng)讀長(cháng)有很好的應用。
第三：納米孔的長(cháng)片段測序和Illumina短序列測序相結合，方便基因組組裝。
但是，納米孔測序不適合做無(wú)創(chuàng )產(chǎn)前診斷，
腫瘤基因突變，也不適合做新生兒
遺傳性疾病篩查。
什么時(shí)候開(kāi)始銷(xiāo)售
目前尚無(wú)任何消息關(guān)于納米孔技術(shù)何時(shí)進(jìn)入市場(chǎng)，因為納米孔公司自己承認技術(shù)還不成熟，生物信息學(xué)工具缺乏，不具備進(jìn)入市場(chǎng)的條件。納米孔公司的策略是，先給少數專(zhuān)業(yè)的實(shí)驗室測試，鼓勵測試用戶(hù)開(kāi)發(fā)基于基于納米孔的測序應用，開(kāi)發(fā)適合納米孔的生物信息學(xué)工具，這一過(guò)程也許需要2-3年，等這些條件具備之后再開(kāi)始市場(chǎng)銷(xiāo)售。
我在現場(chǎng)提交了資料，登記成為早期測試用戶(hù)，希望年底能拿到一個(gè)MinION回來(lái)試試看；今天下午思考了一個(gè)小時(shí)，拿到MinION之后，用來(lái)測什么樣本呢?如果各位讀者有什么好的建議，歡迎給我來(lái)信。
總結起來(lái)，納米孔技術(shù)產(chǎn)品的出現意味著(zhù)第四代測序技術(shù)的誕生。但納米孔測序真正給基因組學(xué)研究和臨床應用帶來(lái)重要的變化，還有非常長(cháng)的路要走。也許10年之后，我們能看到一個(gè)成熟的，快速，準確的第四代測序。
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