詳解牛津納米孔測序儀

更新時間：2014-10-23

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牛津納米孔測序儀在美國人類遺傳學學會年會上公布技術參數

　　2014年的ASHG年會于10月18日開始在圣地亞哥舉行，有幸親眼目睹了牛津納米孔公司MinIon的現場演示，技術之創新，令人震驚!21日下午，牛津納米孔公司特地在旁邊的Hardrockho舉行了一個小型的封閉式的技術說明會，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度，重大約100克，太神奇了。要知道，無論是Illumina,Pacbio，還是IonProton都是100斤以上大家伙。MinION*顛覆了測序儀的形象，從*眼看到MinION，我就覺得納米孔技術稱之為第四代基因測序儀，絲毫不為過。MinION直接通過USB鏈接到筆記本上，原始的電流信號通過網絡傳到英國的服務器上，進行Basecalling。

　　測序長度

　　納米孔測序沒有測序長度的說法，因為它*顛覆了測序讀長的定義。事實上，它總是能夠完整的把一條DNA鏈從頭測到尾，因此它的測序讀長就是DNA的長度。的情況是，一整條染色體都可以從頭測完，但是一般來說樣本制備時DNA會斷開。根據UCSC報道的用戶使用的結果表面，一般讀出的reads平均為1kb-5kb，這個讀長*是因為樣本打斷到了這個尺寸。我看到zui長的reads竟然長達120kb，太神奇了!

　　測序速度

　　一個MinION有500個納米孔在并行測序，每個孔每秒測30bp，因此，要測到1G的數據，需要3天時間。

　　測序錯誤率

　　納米孔測序錯誤率非常高，高到現有的sequencealignment軟件都無法應對。UCSC的生物信息學專家測試了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，如果一定要給個數字的話，大約為30%的錯誤率。納米孔技術無法像pacbio一樣做環形測序，納米孔公司的人也承認沒有找到大幅度降低錯誤率的辦法。

　　樣本制備

　　樣本的制備有點讓人失望。原本吹噓說是只要DNA提取出來就可以直接上機測序的，而事實上需要四步，zui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穿過納米孔的速度。

　　應用

　　納米孔測序zui大zui有優勢的應用是什么?納米孔的CEO似乎也沒有想清楚。

　　首先，英國一所大學介紹了使用MinION的快速測序，能夠在二十分鐘內檢測出沙門氏菌。在傳染病快速檢測方面有明顯優勢。

　　其次：在人基因組復雜的區間，比如HLA，納米孔的超長讀長有很好的應用。

　　第三：納米孔的長片段測序和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創產前診斷，腫瘤基因突變，也不適合做新生兒遺傳性疾病篩查。

　　什么時候開始銷售

　　目前尚無任何消息關于納米孔技術何時進入市場，因為納米孔公司自己承認技術還不成熟，生物信息學工具缺乏，不具備進入市場的條件。納米孔公司的策略是，先給少數專業的實驗室測試，鼓勵測試用戶開發基于基于納米孔的測序應用，開發適合納米孔的生物信息學工具，這一過程也許需要2-3年，等這些條件具備之后再開始市場銷售。

　　我在現場提交了資料，登記成為早期測試用戶，希望年底能拿到一個MinION回來試試看;今天下午思考了一個小時，拿到MinION之后，用來測什么樣本呢?如果各位讀者有什么好的建議，歡迎給我來信。

　　總結起來，納米孔技術產品的出現意味著第四代測序技術的誕生。但納米孔測序真正給基因組學研究和臨床應用帶來重要的變化，還有非常長的路要走。也許10年之后，我們能看到一個成熟的，快速，準確的第四代測序。

作者：賀建奎

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