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利用纳米孔测序,3分钟识别人体身份[创新技巧]

【字体: www.ebiotrade.com 时间:2017年12月5日 来源:生物通

摘要:

  纽约基因组中心的研究人员近日在《eLife》上发表文章称,他们可以利用Oxford Nanopore的MinION测序仪,快速鉴定人体DNA样本。这种方法只需要短短3分钟的测序和60-300个随机SNP,即可识别人体身份。

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生物通报道  纽约基因组中心的研究人员近日在《eLife》上发表文章称,他们可以利用Oxford Nanopore的MinION测序仪,快速鉴定人体DNA样本。这种方法只需要短短3分钟的测序和60-300个随机SNP,即可识别人体身份。

研究人员称,这种方法开启了几乎实时的DNA鉴定,其用途广泛,包括大规模灾难的受害者鉴定以及标签错误或污染细胞系的识别。“我们开创了新方法,利用现有技术来造福社会,”纽约基因组中心的Yaniv Erlich称。

DNA鉴定在科研、医疗和法医等领域有着广泛的应用。尽管DNA测序的成本在下降,但目前的鉴定方法仍需要等待较长的时间,且普及度不高。MinION作为一款便携式的DNA测序仪,让更多新用户可以开展测序。不过,它在DNA鉴定上似乎不够准确。

在这种称为MinION sketching的方法中,研究人员制备DNA,并在MinION测序仪上开展鸟枪法测序。然后,他们将比对序列中的变异与已知的参考数据库进行比较,并利用贝叶斯算法来计算样本与数据库中的条目匹配或不匹配的概率。

Erlich及其同事称,他们的方法砍掉了PCR,以便最大限度提高速度,减少操作步骤,并避免人类特异的引物引入物种偏向。同时,贝叶斯算法补偿了低覆盖度和容易出错的测序中的噪音。

为了检验MinION sketching方法,研究人员构建了两个大型的参考数据库,一个包含31,000个全基因组的基因分型芯片文件,它们来自基因检测公司(如23andMe、 AncestryDNA和FamilyTree DNA)检测过的个体,另一个包含80万个SNP基因分型芯片文件,它们来自1,099个癌细胞系。

利用第一个数据库作为参考,研究人员检验了鉴定人类DNA样本的能力。他们利用R7 MinION试剂,在13分钟内利用110个SNP鉴定了一名德系犹太人的男性样本。当他们改用R9试剂来检验一名北欧女性和另一名德系犹太人男性样本,利用98-134个SNP时,鉴定时间缩短至5分钟以内。

之后,他们利用第二个数据库和R9试剂,检验了是否能够鉴定被污染的细胞系。他们首先鉴定了单核细胞白血病THP1细胞系,花了三分钟和91个SNP。然后,他们将此细胞与另一个人类样本等量混合。对于这个污染的样本,贝叶斯算法找不到任何匹配。他们进一步称,如果样本的污染超过25%,则算法不会返回匹配结果。

研究人员称,当研究人员需要鉴定细胞系时,他们通常采用STR鉴定方法,并将样本送到ATCC。考虑到运输和分析,大约需要两周的时间才能获得结果。现在,研究人员有了一种更快速、更经济的方法来监控细胞系。(生物通 薄荷)

原文检索

Rapid re-identification of human samples using portable DNA sequencing

eLife 2017;6:e27798 DOI: 10.7554/eLife.27798

(http://www.ebiotrade.com/)
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