【2017年整理】DNA测序技术的发展及其必威体育精装版进展.docVIP

DNA测序技术的发展及其必威体育精装版进展 摘要：自从诺贝尔奖得主桑格于1977年发明了第一代DN测序技术以来，DNA测序技术已经作为重要的实验技术广泛的应用于现代生物学研究当中。经过了几十年的发展，DNA测序技术日臻成熟，并且以单分子测序为特点的第三代测序技术也已经诞生。本文主要就每一代测序技术原理和特点及其必威体育精装版进展做简要介绍。 关键词：DNA测序技术；第三代DNA测序技术；必威体育精装版进展 The Development and New Progress of DNA Sequencing Technology Abstract: Since Nobel Prize Winner Sanger have founded the first generation of DNA Sequence technology in 1977, DNA sequencing technology has been widely used in modern biological researches as an important experimental. Over decades of year’s development, DNA sequence technology mature gradually and the third generation sequencing technologies characterized by single-molecule sequencing have also emerged. The mechanisms and features of each generation of sequencing technology and their latest progress will be discussed here. Key Words: DNA Sequence technology ; third generation DNA sequencing ;latest development 1.引言 DNA测序技术是分子生物学研究中最常用的技术,它的出现极大地推动了生物学的发展。自从1953年Watson和Crick发现DNA双螺旋结构后[1]，人类就开始了对DNA序列的探索，在世界各地掀起了DNA测序技术的热潮。1977年Maxam和Gilbert报道了通过化学降解测定DNA序列的方法[2]。同一时期,Sanger发明了双脱氧链终止法[3]。20世纪90年代初出现的荧光自动测序技术将DNA测序带入自动化测序的时代。这些技术统称为第一代DNA测序技术。最近几年发展起来的第二代DNA测序技术则使得DNA测序进入了高通量、低成本的时代。目前,基于单分子读取技术的第三代测序技术已经出现,该技术测定DNA序列更快,并有望进一步降低测序成本,推进相关领域生物学研究。本文主要介绍DNA测序技术的发展历史及不同发展阶段各种主要测序技术的特点，并针对目前新一代DNA测序技术及目前国际DNA测序必威体育精装版进展做简要综述。第二代测序技术 随着人类基因组计划的完成，人们开始进入后基因组时代。科学家逐步测出多种生物的序列，传统的测序技术已经无法满足高通量和高效率的大规模基因组测序，。第二代测序技术实现了高通量、高效率、高准确度的测序大大降低了测序的成本，测序可以向个人测序发展。第二代测序技术很好应用于单核苷酸多态性（Single Nucleotide Polyorphism，SNP）的研究，对探索人类的遗传及基因病有极大的意义。第三代测序技术 Oxford Nanopore Technologies公司正在研究的纳米孔单分子技术，被认为是第三代测序技术。与前两代技术相比，他们最大的特点是单分子测序。其中，Heliscope技术和SMRT技术利用荧光信号进行测序，而纳米孔单分子测序技术利用不同碱基产生的电信号进行测序。现介绍如下： （1）单分子即时DNA测序：简称SMRT，是在4种dNTP的1一磷酸上标记有不同发射光谱的荧光基团，当DNA聚合酶催化dNTP掺入到合成链中时，使用显微镜可以检测到每个掺入dNTP所携带的荧光信号，经计算机分析转化为相应的碱基序列信息。这种荧光标记的dNTP不会影响DNA聚合酶的活性，并且在掺入合成链后其荧光基团与^y-磷酸解离，合成的DNA链和天然的DNA链完全一样[20]。在显微镜即时记录DNA链上的荧光的时候，DNA链周围的众多游离的荧光标记dNTP形成了非常强大的荧光背景。单分子的荧光探测由一种被称为零级波导(zero mode wave guide)的纳米结构来实现DNA聚合的即时观察和背景荧光干扰的消除[32]。该结构在一片薄金属膜上蚀刻出数以千计直径数十纳米的小孔，并将金属膜附着在透