新一代DNA测序平台SOLiD[新品推荐]

【字体: 时间:2007年10月31日 来源:生物通

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生物通报道:说起全自动测序仪,一定不能不提ABI。虽然在全自动测序仪市场独占鳌头,ABI并没有停下脚步,现代版的龟兔赛跑,兔子是不会打盹的,根本不让任何机会给龟龟。10月底的57届美国人类遗传学年会上ABI宣布推出SOLiD? 新一代DNA测序平台,并称新平台可以重新定义研究人员解决有关人类疾病和健康的复杂挑战的能力,研究将进入新纪元。

生命科学研究的新时代呼唤更多新技术以帮助研究人员更加经济有效地鉴别遗传变异及其基因表达模式和对疾病的影响,个人基因型对各种治疗方案响应所产生的影响。SOLiD系统特点在于其无可比拟的高通量,可扩展性、精确性和应用灵活性。SOLiD技术采用四色荧光标记寡核苷酸进行连续连接合成代替聚合酶链接反应为基础,可对单拷贝DNA片段进行大规模扩增和高通量并行测序。该技术采用末端配对分析和双碱基编码,在对复杂基因组进行研究的准确度高于目前现有的其它新一代测序技术。SOLiD系统是一个完整的系统,包括分析仪主机、三台辅助设备,和强大的计算机系统软件。

无可比拟的高通量:每轮运行可产生超过40亿碱基的可定位数据,是当前各种新一代基因分析技术中通量最高的。原来耗费多国合作多年的研究工作也许一周内就可以通过SOLiD系统完成。

高精确度:SOLiD系统原始碱基数据的准确度大于99.94%,而在15X覆盖率时的准确度可以达到99.999%,是目前新一代基因分析技术中准确度最高的。其秘密在于SOLiD系统采用专利的双碱基编码技术,在测序过程中对每个碱基分析判读两遍,能够在序列测定中减少原始数据错误,提供内在的校对功能;使用连接酶替代聚合酶方法获得更高的保真度,能够明显减少因碱基误配而出现的错误,可以消除相位不同步的问题;测序过程中定期更换测序引物能够减少背景噪音和错误率。

应用灵活性:高度准确、超高的测序通量和系统多功能性,使SOLiD系统的使用范围非常广泛,可用于检测基因组序列变异,如SNP、基因拷贝数变化、重复序列、倒位、插入和缺失,特别适合个体基因组测序、比较基因组学、基因表达谱分析、染色质免疫共沉淀位点和蛋白调控因子-DNA结合部位等研究。

可拓展性:开放式上样玻片格式和灵活可变的磁珠密度,使其能够在现有系统上通过更新操作流程来提高检测通量。可对多个样品进行分析,从而提高系统的利用率并进一步减少上游工作消耗的时间和费用。

方便性:实时跟踪运行状态,允许在多个步骤中重新进入工作流程,无需全部推翻重来,减少重复进行样本和上样玻片的制备,有助于数据、时间和金钱。

    从今年6月的样板机以来,到现在4个多月时间这个平台的最高通量已经提高4倍,阅读长度提高了40%。现在的系统每次运行足以得到40亿(4 billion bases)碱基数据。使其在新一代测序仪中脱颖而出。数据的精确性,是测序仪的另一个最重要参数,也是新一代测序仪中最高的。高通量和高精确度使得测序成本降低,早期ABI和用户共同拓展仪器应用范围,如今也由系统提供。

    生命科学研究的新纪元,更高通量的测序技术加上灵活的应用将使得研究人员得以仅用一台仪器就从形形色色的DNA序列和疾病之间得到非常有意义的结果。ABI分子和细胞生物学分部的负责人Shaf Yousaf这样介绍。研究遗传变异的新技术发展也将推动药学研究进展,研究人员也将开展人类对疾病治疗的响应和个人基因组之间的关系。

    几乎所有人类疾病都有其遗传学背景。近来,研究人呢元正在利用大规模DNA测序项目得到的人类DNA数据研究复杂的疾病如癌症、糖尿病、心脏病和遗传变异之间的关系。尽管研究人员已经采用各种技术来研究特定疾病相关基因的活性和表达水平差异,但如果采用SOLiD依然可以简化鉴别、手机和分析遗传信息的工作。

全球领先的研究院所如荷兰Hubrecht研究院,哥伦比亚大学,澳洲昆士兰大学,东京大学等等已经开始采用SOLiD系统于各方便不同的应用,包括罕见变异检测,表观遗传学分析,转录组分析,基因表达系列分析(SAGE)
荷兰Hubrecht研究院
研究人员正在研究动物模型如线虫斑马鱼和大鼠中的基因功能,以便更好了解同源基因在人类中的作用。为发现罕见和低丰度的基因突变,研究人员通过化学方法敲除特定基因,然后研究该基因失活时模式动物的变化。采用SOLiD系统使得可以测序数千经过随机突变的不同动物的基因组序列,这使得他们可以鉴别特定突变的发生与否,将这些突变和模式生物的改变联系起来有助于了解基因功能。小组负责人Edwin Cuppen博士说我们需要检测低丰度突变,需要超高通量的测序平台,以及高度精确的测序结果。,SOLiD的双碱基编码机制减少随机和系统偏差,有助于更快发现真的突变。

哥伦比亚大学
哥伦比亚大学的John Edwards博士和Timothy Bestor教授正在使用SOLiD系统比较乳腺癌全基因组甲基化模式。甲基化是自然发生的DNA化学修饰的一种。研究人员正研究从正常到癌变过程中甲基化模式如何变化的,如何区别于肿瘤细胞,以及原癌基因异常甲基化模式在癌变过程中扮演怎样的角色。DNA序列特定区域的甲基化已知和抑癌基因的失活有关。而去甲基化则可能导致基因组不稳定和表达模式变化。研究人员相信DNA甲基化区域可能作为基因在癌症过程中的标记。SOLiD系统使得研究人员可以鉴别基因组中对应元件的甲基化状态,从而比昂主研究人员检测甲基化模式是否可以作为癌症的生物标识。Edwards博士说SOLiD的运行通量非常惊人,很快就可以做多个样本全基因组甲基化模式检测。运行规模的可拓展性使得我们可以计划研究进度,开发新的应用和分析方法,更好了解甲基化在癌变过程中扮演的角色。

澳洲昆士兰
昆士兰大学研究人员研究转录组以更好了解重要的细胞进程如细胞分化,肾损伤和修复,肿瘤起始和恶化。转录组包括来自基因和调控区域的所有的mRNA转录本。研究人员用SOLid系统做转录组分析来检测动物模型中表达的相关变异mRNA转录本。SOLiD系统使其可以检测稀有表达mRNA转录本和罕见的已知转录本变异。小组负责Sean Grimmond博士说SOLiD无可比拟的高通量和测序数据的高精确性使得可以用short read lengths即可测序整个转录组。了解转录组对有助于我们解开导致复杂疾病的分子通路的秘密。

日本东京大学:
东京大学研究人员正在研究基因组启动子区域----开启基因表达的开关----以便更好了解基因表达模式和疾病之间的关系,基因调控网络和细胞分化。这里的研究人员利用SOLiD系统研究转录起始位点TSS。要正确分析启动子区域需要能准确定位转录起始位点。研究小组用SAGE技术来研究结肠癌的TSS。SAGE是一种已经发展有将近20年的基因表达技术,能根据表达模式差异快速鉴别癌细胞和正常细胞。东京大学的研究人员改进这种方法用于SOLiD系统----5'端SOLiD----因为目标基因5'端很重要,是转录起始地点,这个方法使得研究人可以捕捉已经表达数据以鉴别不同基因组中转录起始位点位置。研究结肠癌细胞株转录起始位点区域使得研究人员了解表观遗传药物对基因表达的影响模式。本来在表达水平发现基因表达增加或者降低是很困难的,有了SOLiD系统后变得简单了。Shinichi Hashimoto博士说,采用5'端SOLiD技术我们在表达水平鉴定差异获得很大成功,即使很低丰度表达的基因也得到好的结果。

详细信息http://solid.appliedbiosystems.com.

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