DNA测序技术及发展

1、DNA测序技术测序技术DNA Sequencing三峡大学医学院 盛 德 乔n 人类基因组计划人类基因组计划（Human genome project, HGP）用了大约用了大约10年的时间，各国政府相继投入了几十年的时间，各国政府相继投入了几十亿美元，才完成了人类个体全基因组序列的测序亿美元，才完成了人类个体全基因组序列的测序工作。而工作。而2005年以来，出现的年以来，出现的新一代新一代测序技术，测序技术，却可在却可在1个月内，花费十几万美元就可完成一个人个月内，花费十几万美元就可完成一个人类个体全基因组序列的测序工作。现在，美国、类个体全基因组序列的测序工作。现在，美国、欧洲等各大生物技

2、术公司、大型生物医药研究机欧洲等各大生物技术公司、大型生物医药研究机构等投入大量的人力物力开始了新一轮的构等投入大量的人力物力开始了新一轮的下一代下一代测序技术测序技术的技术竞赛，力争实现的技术竞赛，力争实现1000美元完成一美元完成一个人的全基因组序列的测序，加速个人基因组时个人的全基因组序列的测序，加速个人基因组时代的到来。代的到来。一、一、DNA测序技术概述测序技术概述nDNA测序测序核酸核酸DNA分子一级结构分子一级结构的测定，是现代分的测定，是现代分子生物学一项重要子生物学一项重要的技术。的技术。核苷酸的排列顺序核苷酸的排列顺序碱基的排列顺序碱基的排列顺序n1963年，年，Sange

3、r和和Thompson等人第一次完成胰岛等人第一次完成胰岛素素51个氨基酸的序列测定。个氨基酸的序列测定。n70年代后期，年代后期，Sanger和和Maxam-Gilbert等人又建等人又建立了核酸序列测定的方法，立了核酸序列测定的方法，Sanger双脱氧末端终双脱氧末端终止法止法和和Maxam-Gilbert化学裂解法将核酸序列化学裂解法将核酸序列测定技术推进到测定技术推进到“直读直读”阶段，使核酸序列测定阶段，使核酸序列测定变得远比蛋白质氨基酸序列测定容易，这样人们变得远比蛋白质氨基酸序列测定容易，这样人们可以通过核酸序列和遗传密码推导出蛋白质氨基可以通过核酸序列和遗传密码推导出蛋白质氨基

4、酸的序列。酸的序列。测序技术的发展历史测序技术的发展历史n双脱氧末端终止法双脱氧末端终止法 (Sanger 测序法测序法)1970s 同位素标记，手工同位素标记，手工1980s 荧光标记，自动荧光标记，自动1990s 毛细管电泳毛细管电泳n合成测序法（第二代测序）合成测序法（第二代测序）焦磷酸测序（焦磷酸测序（Pyrosequencing, Roche/454）合成测序（合成测序（Sequencing-By-Synthesis, Illumina/Solexa）连接测序（连接测序（Sequencing-By-Ligation, ABI/SOLiD）n单分子测序技术（第三代测序）单分子测序技术（

5、第三代测序）HelicosPacific BiosciencesOxford Nanopore 代数代数测序技术测序技术特点特点代表仪器代表仪器第一代第一代Sanger测序法测序法 低通量，高成低通量，高成本本ABI 3730XL第二代第二代循环芯片技术循环芯片技术高通量高通量高效率高效率成本底成本底Illumina GA ROCH-454 ABI-SOLID第三代第三代单分子测序单分子测序试剂用量少，成试剂用量少，成本更低本更低HeliScope二、二、 第一代测序方法第一代测序方法1、末端终止法、末端终止法2、化学裂解法、化学裂解法3、DNA测序自动化测序自动化使用特异性引物与单使用特异性

6、引物与单链模板链模板DNA退火，退火，在在DNA聚合酶作用聚合酶作用下进行延伸反应，用下进行延伸反应，用ddNTP终止，用终止，用PAGE区分长度仅相区分长度仅相差差1个核苷酸的个核苷酸的ssDNA，从而完成测，从而完成测序的方法。序的方法。用化学试剂在用化学试剂在A、G、C、T处特定的裂解处特定的裂解DNA片段，产生一簇片段，产生一簇各种长度的短链，经各种长度的短链，经过过PAGE放射自显影可放射自显影可直读直读DNA顺序。顺序。类似末端终止法，所不类似末端终止法，所不同的是用荧光染料标记，同的是用荧光染料标记，计算机自动读出。计算机自动读出。优点优点简便、迅速、应用广简便、迅速、应用广泛。

7、泛。不需酶促反应，可以不需酶促反应，可以对寡核苷酸测序。对寡核苷酸测序。1、高负荷，、高负荷，1块胶可测块胶可测16个样品；个样品；2、机读不、机读不需放射自显影；需放射自显影；3、安、安全不用同位素；全不用同位素；4、简、简单迅速单迅速8-10h。测序的基本过程测序的基本过程1.制备待测制备待测DNA序列模板；序列模板；2.酶促或化学反应将其转变酶促或化学反应将其转变“等差数列等差数列”（n=1）；）；3.电泳电泳PAGE；4. 读序。读序。第一代测序computer analysis凝胶中凝胶中DNA移动方向移动方向样品槽样品槽激光器激光器输入光学系统输入光学系统成象透镜成象透镜聚焦透镜聚

8、焦透镜高灵敏度相机高灵敏度相机旋光镜旋光镜/棱镜组件棱镜组件Maxam-Gilbert化学裂解法化学裂解法 化学裂解是化学裂解是Maxam和和Gilbert等人等人1977年创建的，用来测定年创建的，用来测定DNA序列。化学法是用化学试剂在序列。化学法是用化学试剂在A、G、C、T处特定地裂处特定地裂解解DNA片段，产生一簇各种长度的短链（等差数列片段，产生一簇各种长度的短链（等差数列 n=1），），经过经过PAGE和放射自显影后，可以直接读出和放射自显影后，可以直接读出DNA的顺序。的顺序。 某些试剂能修饰或破坏某些试剂能修饰或破坏DNA链上特定核苷酸的碱基进而链上特定核苷酸的碱基进而使使N-

9、糖苷键断裂，暴露出的糖环以糖苷键断裂，暴露出的糖环以-消除反应，在消除反应，在3和和5位位上断裂磷酸二酯键。使戊糖脱落，用于嘌呤环的试剂是硫酸上断裂磷酸二酯键。使戊糖脱落，用于嘌呤环的试剂是硫酸二甲酯，而联氨可用于肼解嘧啶环。二甲酯，而联氨可用于肼解嘧啶环。4种核苷酸的特异裂解种核苷酸的特异裂解和鉴别方法如下：和鉴别方法如下：反应体反应体系系碱基修饰碱基修饰试剂试剂碱基修饰碱基修饰反应反应主链断裂主链断裂试剂试剂断裂点断裂点GDMSG甲基化甲基化六氢吡啶六氢吡啶GG+A甲酸甲酸脱嘌呤脱嘌呤六氢吡啶六氢吡啶G or AC+T肼肼嘧啶开环嘧啶开环六氢吡啶六氢吡啶C or TC肼（加盐）肼（加盐）胞

10、嘧啶开环胞嘧啶开环六氢吡啶六氢吡啶C原原 理理1.用放射性核素标记待测用放射性核素标记待测DNA一侧末端一侧末端2.将标记将标记DNA分为分为G、A+G、C+T、C 4个反应个反应体系体系3.用不同的化学试剂处理不同反应体系，随机断用不同的化学试剂处理不同反应体系，随机断裂裂DNA片段某种碱基中的任何一个，产生一片段某种碱基中的任何一个，产生一组一端为放射线标记的末端，另一端为不同大组一端为放射线标记的末端，另一端为不同大小的小的DNA片段的混合物片段的混合物4.电泳分离，放射自显影得到互相错落的梯形图电泳分离，放射自显影得到互相错落的梯形图谱，即可读出谱，即可读出DNA序列序列n反应产物电泳

11、n放射自显影n阅读Sanger双脱氧末端终止法双脱氧末端终止法n原理原理DNA链的合成反应，只不过反应体系中加入链的合成反应，只不过反应体系中加入了四种双脱氧核糖核苷酸（了四种双脱氧核糖核苷酸（ddNTP）中的一）中的一种。种。在在DNA链合成过程中链合成过程中ddNTP会代替部分会代替部分dNTP作为底物进行作为底物进行DNA合成反应。合成反应。一旦一旦ddNTP掺入到合成掺入到合成DNA链中，正在延伸链中，正在延伸的的DNA链将终止。链将终止。n经电泳分离，放射自显影，直接读出经电泳分离，放射自显影，直接读出DNA的核苷酸序列的核苷酸序列反应体系反应体系n引物引物n模板：模板：纯单链纯单链

12、DNA和经过热变性或碱变性的双链和经过热变性或碱变性的双链DNAnDNA聚合酶：聚合酶：Klenow大片段大片段n放射性同位素标记的放射性同位素标记的dNTP：32P-dNTP、-32S-dNTPnddNTPn用于测序的变性凝胶电泳：用于测序的变性凝胶电泳：胶长胶长40cmddNTP 读出模板互读出模板互补序列补序列dNTP 凝胶电泳凝胶电泳 较大片段较大片段 较小片段较小片段ddGTPddATPddCTP ddTTP 反应混合物反应混合物Klenow酶酶 未知序列的单链未知序列的单链DNA 读出待测读出待测序列序列CTGACTTCGACAAAGAA5 3 A C T GddGddGddGdd

13、GGACTGAAGCTGTT3 5 CTGACTTCGACAA5 3 Sanger双脱氧末端双脱氧末端终止法终止法n化学降解法程序复杂化学降解法程序复杂 后来逐渐被后来逐渐被Sanger法代替法代替 这这种方法都需要放射性同位素标记种方法都需要放射性同位素标记 操作繁琐操作繁琐 不能不能自动化不能满足大规模测序的要求。自动化不能满足大规模测序的要求。n到了到了20世纪世纪80年代末年代末 研究人员逐渐利用荧光标记研究人员逐渐利用荧光标记代替同位素标记测序代替同位素标记测序 产物，经过平板电泳分离产物，经过平板电泳分离 荧荧光分子在激光的激发下可以发射出不同波长的荧光分子在激光的激发下可以发射出

14、不同波长的荧 光光 ，根，根 据据 荧荧 光光 信信 号号 可可 以以 确确 定定DNA序序 列。列。目前所用自动测序技术的改进同位素标记到荧光标记,平板电泳到毛细管电泳多色荧光标记多色荧光标记毛细管电泳毛细管电泳 单色荧光标记单色荧光标记平板电泳平板电泳同位素标记同位素标记平板电泳平板电泳A C G TA C GT测序图谱测序图谱T A TTG CAT TG TC TGCATTG T C T毛细管电泳n基本原理：基本原理：与链终止法测序原理相同，只是用不同与链终止法测序原理相同，只是用不同的荧光色彩标记的荧光色彩标记ddNTP，如，如ddATP标记标记红色红色荧光荧光,，ddTTP标记标记绿

15、绿色荧光，色荧光，ddCTP标记标记蓝蓝色荧光色荧光, ddGTP标记标记黄色黄色荧荧光，由于每种光，由于每种ddNTP带有各自特定的荧带有各自特定的荧光颜色，而简化为由光颜色，而简化为由1个泳道同时判读个泳道同时判读4种碱基。种碱基。DNA自动测序结果举例自动测序结果举例目前商品化生产的测序仪目前商品化生产的测序仪ABI3730测序仪，测序仪，最长可以测最长可以测1200个碱基个碱基DNA测序技术的应用测序技术的应用1.分析基因组核苷酸排列序列分析基因组核苷酸排列序列2.寻找致病基因寻找致病基因3.基因定点诱变的基础基因定点诱变的基础 4.基础研究（基因表达、突变）基础研究（基因表达、突变）

16、5.临床应用（基因诊断、基因治疗）临床应用（基因诊断、基因治疗）目前所用测序技术的缺点目前所用测序技术的缺点1.测序的原理是测序的原理是DNA链终止法，这注定了一个反应链终止法，这注定了一个反应所测序列不可能太长，目前为所测序列不可能太长，目前为1000个核苷酸左右。个核苷酸左右。2.测序反应费时费力测序反应费时费力 科学家们完成第一个人类基因组测序整整花了科学家们完成第一个人类基因组测序整整花了13年的时间，耗费了年的时间，耗费了30亿美元的费用。亿美元的费用。3.测序准确度不高测序准确度不高 DNA聚合酶造成的碱基错配，聚合酶造成的碱基错配，DNA序列判读错误。序列判读错误。4.测序基于测

17、序基于PCR反应，需要引物，并且有些些结构反应，需要引物，并且有些些结构复杂的难于进行复杂的难于进行PCR反应的片段不能测序。反应的片段不能测序。三、三、 第二代测序技术第二代测序技术n第二代测序技术第二代测序技术循环阵列合成测序法循环阵列合成测序法新一代测序技术（新一代测序技术（Next Generation Gequencing，NGS）n代表技术为代表技术为罗氏公司罗氏公司(Roche)的的454测序仪测序仪(Roche GS FLX sequencer) （2005）Illumina公司公司的的Solexa基因组分析仪基因组分析仪(Illumina Genome Analyzer)AB

18、I的的SOLiD测序仪测序仪(ABI SOLiD sequencer)（2007）Next-generation sequencing technology200520062007BirthdayPrinciplePyrosequencingSequencing-by-SynthesisSequencing-by-Ligation1. ROCH-454的优势的优势n454平台的突出优势是读长。目前平台的突出优势是读长。目前454系统系统的序列读长已超过的序列读长已超过400 bp。虽然。虽然454平台的平台的测序成本比其他平台要高很多，不过对于测序成本比其他平台要高很多，不过对于那些需要长读长

19、的应用，如从头拼接和环那些需要长读长的应用，如从头拼接和环境微生物组学，它仍是最理想的选择。境微生物组学，它仍是最理想的选择。 2. Illumina GA的特性的特性1. 可扩展的超高通量可扩展的超高通量Genome Analyzer系统目前每次运行后可获得超过系统目前每次运行后可获得超过20 GB的高品质过滤数据。经优化后通量还有望上升到的高品质过滤数据。经优化后通量还有望上升到95 GB，相当于人类基因组的相当于人类基因组的30倍覆盖度。倍覆盖度。2. 需要样品量少需要样品量少Genome Analyzer系统需要的样品量低至系统需要的样品量低至100ng，能应用在，能应用在很多样品有限

20、的实验（比如免疫沉淀、显微切割等）中。很多样品有限的实验（比如免疫沉淀、显微切割等）中。3. 简单、快速、自动化简单、快速、自动化Genome Analyzer系统提供了最简单和简洁的工作流程。系统提供了最简单和简洁的工作流程。制备样品文库可以在几小时内完成，一个星期内就能得到制备样品文库可以在几小时内完成，一个星期内就能得到高精确度的数据。自动化的流程不减少了手工操作误差和高精确度的数据。自动化的流程不减少了手工操作误差和污染可能性，也不需要机器人操作或洁净室。污染可能性，也不需要机器人操作或洁净室。3. ABI SOLID的特性的特性n无以伦比的通量无以伦比的通量 目前目前SOLiD 3系

21、统单次运行能产生系统单次运行能产生50 GB的人基因的人基因组序列数据，相当于基因组的组序列数据，相当于基因组的17倍覆盖度，这显倍覆盖度，这显然是其他任一台新一代测序系统都无法达到的然是其他任一台新一代测序系统都无法达到的n准确性准确性 新的超精确检测模块（新的超精确检测模块（ECC模块）将提供高达模块）将提供高达99.99%的精确性；多达的精确性；多达98%的可定位碱基的质量的可定位碱基的质量值高于值高于45；更多标签以提高灵敏度和动态范围；更多标签以提高灵敏度和动态范围；高准确性的原始读序，支持无参考序列的数据分高准确性的原始读序，支持无参考序列的数据分析。析。 n第二代测序技术最显著的

22、特征是第二代测序技术最显著的特征是高通量高通量, 一一次能对几十万到几百万条次能对几十万到几百万条 DNA 分子进行序分子进行序列测序列测序, 使得对一个物种的转录组测序或基使得对一个物种的转录组测序或基因组深度测序变得方便易行。因组深度测序变得方便易行。n共同特点：共同特点：1.成了生物医学、计算机、微电子学、光学、成了生物医学、计算机、微电子学、光学、材料科学和精密加工等多学科技术。例如，材料科学和精密加工等多学科技术。例如，Roche GS FLX sequencer的图像采集技术就的图像采集技术就借鉴现代天文望远镜的光学系统技术，即超借鉴现代天文望远镜的光学系统技术，即超高分辨率的高分

23、辨率的CCD集成光纤束技术。集成光纤束技术。2.测序策略主要基于循环芯片测序法（测序策略主要基于循环芯片测序法（Cyclic-array sequencing），即制备），即制备DNA文库，单分文库，单分子扩增，在固相载体上形成子扩增，在固相载体上形成DNA簇阵列，并簇阵列，并行地利用行地利用DNA聚合酶或者连接酶进行酶促反聚合酶或者连接酶进行酶促反应（模板变性、引物退火杂交、延伸或连应（模板变性、引物退火杂交、延伸或连接），同时读取反应产生的特异性荧光信号，接），同时读取反应产生的特异性荧光信号，最终得到超大量的最终得到超大量的DNA序列信息。序列信息。3.高通量并行测序。例如，高通量并行测

24、序。例如，Roche GS FLX sequencer一次就可对上百万条一次就可对上百万条DNA分子同时分子同时进行序列测定，一次运行通量达到进行序列测定，一次运行通量达到400Mb以以上，而传统测序（一代测序）一轮测序的通上，而传统测序（一代测序）一轮测序的通量仅为量仅为80Kb左右。左右。第二代测序技术的应用第二代测序技术的应用1.从头测序从头测序 ( de-novo sequencing) 对于基因组未被对于基因组未被测序过的生物测序过的生物, 其基因组测序需要从头测序。其基因组测序需要从头测序。2.重测序重测序3.SNP （Single Nucleotide Polymorphism）

25、研究）研究4.转录转录 组及表达组及表达 谱分析谱分析5.RNA测序测序 ( miRNA )6.转录调控研究转录调控研究 （ChIP-Seq）厂商厂商RocheIlluminaABI技术技术454Solexa GASOLiD测序仪测序仪GS20FLXTiIIIIIx123序列数目（百万）序列数目（百万）52810025040115320单末端测序（单末端测序（Single-end）读长（读长（bp）1002004003550100253550运行时间（天）运行时间（天）335658通量（通量（Gb）0.050.10.515251416配对末端测序（配对末端

26、测序（Paired-end）读长（读长（bp）2004002352502100225235250库序列长度（库序列长度（kb）0.20.2332运行时间（天）运行时间（天）0.30.461010121016通量（通量（Gb）0.10.529502832SolexaSolexa和和SOLiDSOLiD配对末端测序所需时间和产出是单末端的两倍，配对末端测序所需时间和产出是单末端的两倍，454454的配对末端和单末端差异的配对末端和单末端差异在于建库方法，所需时间和测序量不变。在于建库方法，所需时间和测序量不变。ABI SOLiDABI SOLiD包含两张芯片，这里的数据是一张芯片

27、的量。包含两张芯片，这里的数据是一张芯片的量。 目前使用最广泛的三大第二代测序平台测序目前使用最广泛的三大第二代测序平台测序能力统计信息（能力统计信息（2010年年初数据）年年初数据）http:/3个水稻基因组个水稻基因组/天天12个水稻基因组个水稻基因组/天天10个水稻基因组个水稻基因组/天天 第二代测序技术采用了高通量测序技术第二代测序技术采用了高通量测序技术，使测序，使测序通量大大提高，从通量大大提高，从Sanger测序法一次读取一条序列到测序法一次读取一条序列到毛细管测序的一次读取毛细管测序的一次读取96条序列再到现在的一次读取条序列再到现在的一次读取几百万条序列的实现，不得不说这是对

28、第一代测序技几百万条序列的实现，不得不说这是对第一代测序技术的一次革命性的变革。术的一次革命性的变革。 然而第二代测序技术并不完美，由于其在测序前然而第二代测序技术并不完美，由于其在测序前要通过要通过PCR手段对待测片段进行扩增，因此手段对待测片段进行扩增，因此增加了测增加了测序的错误率序的错误率。并且其测序结果比较短，更适合重测序。并且其测序结果比较短，更适合重测序，而不太适用于没有基因组序列的全新测序。，而不太适用于没有基因组序列的全新测序。四、四、 第三代测序技术第三代测序技术n虽然第二代测序技术已经取得广泛应用，虽然第二代测序技术已经取得广泛应用，但是其必须基于但是其必须基于PCR扩增

29、，成本、准确性扩增，成本、准确性等关键问题仍然存在，科学家正在致力于等关键问题仍然存在，科学家正在致力于新的测序解决方案。目前，以新的测序解决方案。目前，以单分子测序单分子测序为主要特征的第三代测序技术，也称为为主要特征的第三代测序技术，也称为next-next-generation sequencing已经初现端已经初现端 倪倪 。n生物科学公司生物科学公司BioScience Corporation的的HeliScope单分子测序技术单分子测序技术 （2008）斯坦福大学的科学家最斯坦福大学的科学家最 近利用近利用 Heliscope单分子测序仪单分子测序仪, 用了用了 48000 美元的

30、试剂和美元的试剂和 4 个星期的时间个星期的时间, 对一名白人对一名白人男子的基因组进行了测序。男子的基因组进行了测序。n太平洋生物科学公司太平洋生物科学公司PacBio的的SMRT（single cell real time）技术）技术目标：目标：1000美元测定一个人类基因组美元测定一个人类基因组n牛津纳米孔技术公司牛津纳米孔技术公司Oxford Nanopore technologies的蛋白的蛋白纳米孔纳米孔测序技术测序技术 （流行趋势流行趋势）nPacific Biosciences公司发明了一种直径只有几十公司发明了一种直径只有几十纳米的纳米孔纳米的纳米孔zero-mode wav

31、eguides (ZMWs)，单分子的单分子的DNA聚合酶被固定在这个孔内。在这么聚合酶被固定在这个孔内。在这么小的孔内，小的孔内，DNA链周围的荧光标记的脱氧核苷酸链周围的荧光标记的脱氧核苷酸有限，而且由于有限，而且由于A，T，C，G这四种荧光标记的这四种荧光标记的脱氧核苷酸非常快速地从外面进入到孔内又出去，脱氧核苷酸非常快速地从外面进入到孔内又出去，它们形成了非常稳定的背景荧光信号。而当某一它们形成了非常稳定的背景荧光信号。而当某一种荧光标记的脱氧核苷酸被掺入到种荧光标记的脱氧核苷酸被掺入到DNA链时，这链时，这种特定颜色的荧光会持续一小段时间，直到新的种特定颜色的荧光会持续一小段时间，直

32、到新的化学键形成，荧光基团被化学键形成，荧光基团被DNA聚合酶切除为止。聚合酶切除为止。n新型新型纳米孔测序法纳米孔测序法（nanopore sequencing）是采用电泳技术，借助电泳驱动单个分子是采用电泳技术，借助电泳驱动单个分子逐一通过纳米孔来实现测序的。由于纳米逐一通过纳米孔来实现测序的。由于纳米孔的直径非常细小，仅允许单个核酸聚合孔的直径非常细小，仅允许单个核酸聚合物通过，因而可以在此基础上使用多种方物通过，因而可以在此基础上使用多种方 法来进行高通量检测。法来进行高通量检测。纳米孔测序技术纳米孔测序技术链测序链测序(strand sequencing) nOxford Nanop

33、ore Technologies与牛津大学合作与牛津大学合作, 已设计另外一种基因工程蛋白质纳米孔已设计另外一种基因工程蛋白质纳米孔. 通过遗通过遗传工程改造传工程改造, 他们已经可以构建一种将氨基化环他们已经可以构建一种将氨基化环糊精糊精(Aminocyclodextrin)配体共价连接到位于脂配体共价连接到位于脂双层膜中的双层膜中的-溶血蛋白内生物纳米孔。溶血蛋白内生物纳米孔。n驱动驱动4种核苷酸单磷酸种核苷酸单磷酸(dNMPs)通过生物孔通过生物孔, 通过通过纳米孔的电流将分别减少到纳米孔的电流将分别减少到4种不同的状态种不同的状态, 每种每种状态都与一种核苷酸单磷酸相对应。状态都与一种

34、核苷酸单磷酸相对应。n核酸外切酶将核酸外切酶将DNA链切成链切成单个核苷酸单个核苷酸。GridION（2011）MinION （2012）即插即用、一次性）即插即用、一次性英国英国Oxford Nanopore Technologies公司公司2012年年2月的发布了一款便月的发布了一款便携式的基因组测序仪携式的基因组测序仪MinION，约摸只有，约摸只有U盘大小，价格低于盘大小，价格低于900美美元，立即引发市场轰动。元，立即引发市场轰动。https:/ X Ten测序仪测序仪 nHiSeq X Ten是是Illumina于于2014年推出的最新测序系统，年推出的最新测序系统，其功能定位为工

35、厂规模的测其功能定位为工厂规模的测序系统。序系统。nHiSeq X Ten系统，全球首系统，全球首台也是唯一一台可以台也是唯一一台可以1000美美元完成人类基因组元完成人类基因组30X测序测序深度的系统。深度的系统。nHiSeq X Ten系统由系统由10台以台以上的上的HiSeq X组成。组成。HiSeq X Ten测序仪测序仪功能强大功能强大价格昂贵价格昂贵新一代基因组测序技术成本下降走势图新一代基因组测序技术成本下降走势图第三代测序技术优点第三代测序技术优点1.它实现了它实现了DNA聚合酶内在自身的反应速度，一聚合酶内在自身的反应速度，一秒可以测秒可以测10个碱基，测序速度是化学法测序的

36、个碱基，测序速度是化学法测序的2万倍。万倍。2.它实现了它实现了DNA聚合酶内在自身的聚合酶内在自身的processivity（延续性，也就是（延续性，也就是DNA聚合酶一次可以合成很聚合酶一次可以合成很长的片段），一个反应就可以测非常长的序列。长的片段），一个反应就可以测非常长的序列。 这为基因组的重复序列的拼接提供了非常好的条这为基因组的重复序列的拼接提供了非常好的条件。件。3.它的精度非常高，达到它的精度非常高，达到99.9999%。4.直接测直接测RNA的序列（类似的序列（类似RT-PCR）5.直接测甲基化的直接测甲基化的DNA序列：正常的序列：正常的C或者或者甲基化的甲基化的C为模板

37、，为模板，DNA聚合酶停顿的时聚合酶停顿的时间不同。根据这个不同的时间，可以判断间不同。根据这个不同的时间，可以判断模板的模板的C是否甲基化。是否甲基化。 测序技术发展测序技术发展n便捷；便捷；n低廉；低廉；免费？免费？n应用应用：疾病风险预测：（患上各种疾病的几率，以及疾病风险预测：（患上各种疾病的几率，以及您的性状如体育能力您的性状如体育能力）癌症筛查！精确治疗！癌症筛查！精确治疗！祖先分析：（性状从哪里继承的祖先分析：（性状从哪里继承的?）其它：你喝酒会不会脸红？你会不会秃其它：你喝酒会不会脸红？你会不会秃顶？顶？23andMe公司公司n20万年前：智人在地球上行走。万年前：智人在地球上行走。n17万万5千年前：现代人类的祖先诞生在非洲