康涅狄格州立大學(xué)的研究人員通過(guò)使用一種比手機還要小的手持測序儀，對自然界中已知的最復雜基因的RNA進(jìn)行了測序。

　　當一個(gè)DNA鏈穿過(guò)納米孔測序儀MinION時(shí)，MinION可以“看見(jiàn)”五個(gè)核苷酸。五個(gè)核苷酸一組會(huì )生成一個(gè)特征電流，使MinION可以連續讀出DNA編碼。

　　如果說(shuō)DNA是生命模板，那么RNA就是建筑承包商。RNA測序可以幫助人們解讀細胞之中到底發(fā)生了什么。

　　康涅狄格州立大學(xué)系統基因組學(xué)研究所的基因學(xué)家BrentonGraveley、其同事博士后MohanBolisetty和研究生GopinathRajadinakaran與英國牛津納米孔技術(shù)公司宣稱(chēng)，該公司的MinION測序儀可以更快更好地對基因進(jìn)行測序，并且成本遠低于現在普遍使用的技術(shù)。他們在9月30日的《基因組生物學(xué)》雜志發(fā)表論文，介紹了他們的測序技術(shù)。

　　如果你的基因是一個(gè)圖書(shū)館，每個(gè)基因是一本書(shū)，那么有一些基因是可以直接讀取的——但是有些基因更像一個(gè)“讀者自選情節”的小說(shuō)（一種小說(shuō)體裁，通過(guò)提供多個(gè)可能情節供讀者選擇，屆時(shí)跳轉到相應頁(yè)數或段落，從而使讀者參與故事的構建）。研究人員常常想知道在體內表達的到底是基因的哪個(gè)版本，但這對于那些復雜的“讀者自選情節”基因是不可能的。

　　Graveley，Bolisetty和Rajadinakaran從兩方面著(zhù)手，解決了這個(gè)問(wèn)題。首先是要找到一個(gè)更好的基因測序技術(shù)。用現有的舊技術(shù)為基因測序的話(huà)，研究人員首先要使用和我們機體一樣的化學(xué)過(guò)程對其進(jìn)行復制，然后把復制出的很多條基因序列切成片段，閱讀每一個(gè)片段，之后再通過(guò)比較每一個(gè)片段找出最初它們是如何拼接的。這個(gè)技術(shù)之所以可行，是因為不是每條復制的基因序列都會(huì )被切成相同的片段。想像一下，把一部電影中的鏡頭順序打亂后觀(guān)看，如果再看一遍同一部電影，但是剪接處略有不同，就可以對比這兩個(gè)版本并從中找出哪些鏡頭本來(lái)是相連的。

　　這種技術(shù)對“自選情節”的基因是沒(méi)有用的，因為如果你用與機體相同的方式以RNA的方式復制它們，每一條復制出的基因序列都與下一條有一點(diǎn)——或者很大的不同。這種同一基因的不同版本被稱(chēng)為基因亞型。對這些不同的亞型剪切測序，就不可能準確地比較這些片段并找出最初的基因版本。

　　如果基因是一部電影，“你也許不知道鏡頭1和鏡頭2是同步的，”Bolisetty說(shuō)。

　　就在去年，這個(gè)幾乎不可能的事突然變成了可能?？偛课挥谟呐＝蚣{米孔公司發(fā)布了新的納米孔測序儀，并為Graveley的實(shí)驗室提供了一臺。這臺名為MinION的納米測序儀可以使一條DNA鏈通過(guò)一個(gè)微小的孔隙?？紫睹看沃荒芡ㄟ^(guò)五個(gè)堿基——這是組成我們基因的“字母”。堿基有四種：G、A、T、C，因此有1024種可能出現的五堿基組合，每種組合都會(huì )在納米孔中產(chǎn)生不同的電流。GGGGA產(chǎn)生與AGGGG不同的電流，而后者產(chǎn)生的電流與CGGGG又不一樣。通過(guò)讓DNA鏈進(jìn)入納米孔并記錄它們產(chǎn)生的信號，研究人員就可以得知DNA的序列。

　　關(guān)于解決辦法的另一個(gè)方面，Graveley、Bolisetty和Rajadinakaran決定玩一把大的。他們放沒(méi)有對舊的“自選情節”基因測序，而是選擇了最復雜的、被稱(chēng)為唐氏綜合征細胞粘附分子1（Dscam1）的基因，該基因可以控制果蠅腦的神經(jīng)回路連接。Dscam1有38016種可能出現的亞型，每一只果蠅都有可能產(chǎn)生其中任意的一種，但實(shí)際上存在有多少種亞型仍然未知。

　　Dscam1看著(zhù)像是這樣：X-12-X-48-X-33-X-2-X，X表示始終相同的部分，數字部分可能有所不同（數字本身代表著(zhù)那一部分有多少不同選項）。

　　為了研究蒼蠅大腦中究竟存在多少種不同的Dscam1的亞型，研究人員首先得把Dscam1基因的DNA分子轉變?yōu)镽NA。如果DNA是一本書(shū)或者一部使用說(shuō)明，RNA就是抄寫(xiě)員，它將書(shū)或者使用說(shuō)明的內容拷貝下來(lái)，再翻譯成蛋白質(zhì)。DNA包含著(zhù)Dscam1基因中所有38016種亞型的轉錄方式，而每個(gè)Dscam1RNA只體現其中一種轉錄方式。此前沒(méi)有人用MinION來(lái)對RNA序列進(jìn)行測序，盡管這應該是可行的，演示并展示它的效果也將實(shí)質(zhì)性的推進(jìn)該領(lǐng)域的工作。

　　Rajadinakaran從果蠅腦中提取了DNA，轉化成tNA，分離Dscam1DNA的RNA片段并讓它們通過(guò)MinION納米孔測序儀。在一次實(shí)驗中，他們不僅發(fā)現，38016種可能亞型中有7899種被被表達，而且還應該有更多種亞型可能被表達出來(lái)，如果不是所有都可以的話(huà)。

　　“許多人說(shuō)‘MinION沒(méi)什么用處，’”Graveley說(shuō)，“但是我們研究顯示它可以進(jìn)行已知的最復雜基因的研究工作。”

　　研究顯示，基因測序技術(shù)現在可以被研究人員更加廣泛地使用，因為MinION即相對廉價(jià)又十分輕便，幾乎不占用實(shí)驗空間。

　　“這種類(lèi)型的尖端工作將使康涅狄格州立大學(xué)站在技術(shù)的前沿領(lǐng)域并增加我們基因組學(xué)研究所的投資，”康涅狄格州立大學(xué)系統基因學(xué)研究所主任MarcLalande說(shuō)，“同時(shí)，也正是由于大學(xué)學(xué)術(shù)計劃（theUniversity‘sAcademicPlan）對基因組學(xué)的投資，BrentGraveley才能利用他的專(zhuān)業(yè)知識使我校的教師學(xué)生能成功的競爭到捐款并成立生物科學(xué)公司。”

　　Graveley將于12月3日在紐約基因組中心召開(kāi)的牛津MinION納米孔公司社區會(huì )議上就該研究進(jìn)行演講。

　　BrentGraveley實(shí)驗室的MinION基因測序儀采用先進(jìn)技術(shù)，大小相當于一個(gè)iPhone，售價(jià)僅為1000美元。

　　下一步，研究人員計劃進(jìn)行的更深入的研究：將單一細胞內RNA的每部分進(jìn)行徹底測序，這是傳統基因測序無(wú)法完成的。

　　“神奇的是，這項技術(shù)可以改變我們研究RNA科學(xué)的方法和我們獲取信息的方式，”Graveley說(shuō)，“再加上MinION是一種可以插進(jìn)筆記本的手持測序儀，用它真是不可思議的酷！”