基于納米孔的第三代測序技術(shù)研究獲新突破

　　最近的一項研究發(fā)現，在低NaCl濃度下長(cháng)鏈DNA更利于納米孔測序，這為納米孔測序技術(shù)的發(fā)展提供了線(xiàn)索。

　　這篇名為“鏈長(cháng)對DNA構象及摩擦行為的影響”的研究論文發(fā)表于《中國科學(xué)：技術(shù)科學(xué)》英文版2013年第12期，從摩擦學(xué)角度初步探討了不同鏈長(cháng)DNA在納米孔測序過(guò)程中的構象及摩擦行為的變化，由西南交通大學(xué)機械工程學(xué)院錢(qián)林茂教授擔任通訊作者撰寫(xiě)。

　　作為遺傳信息的載體，準確探測DNA序列能從根本上治療及預防諸多疾病。人類(lèi)基因組計劃使用第一代Sanger測序技術(shù)，耗時(shí)十幾年，直接花費超過(guò)10億美元。以Roche公司454技術(shù)為代表的第二代基因測序技術(shù)僅需一周就能完成人類(lèi)個(gè)體基因組測序，花費不到100萬(wàn)美元。近年來(lái)嶄露頭角的基于納米孔的第三代基因測序技術(shù)通過(guò)檢測DNA分子通過(guò)納米孔時(shí)產(chǎn)生的特征阻塞電流來(lái)探測DNA序列。此項技術(shù)憑借快速、精確、低成本的優(yōu)勢，有望完成美國國立衛生研究院(NIH)設定的只用1000美元完成個(gè)人基因組測序的目標。然而目前仍有一些關(guān)鍵問(wèn)題亟需解決：例如彎曲纏繞的DNA分子難以進(jìn)入納米孔;過(guò)快的過(guò)孔速度使電流信號的檢測更加困難。因此，DNA分子的構象及其與納米孔孔壁間的作用力對測序過(guò)程有著(zhù)重要影響，研究鹽濃度及鏈長(cháng)對DNA分子構象及其摩擦學(xué)行為的影響十分必要。

　　在之前的研究中，錢(qián)林茂教授與其團隊發(fā)現，較低的NaCl濃度能使DNA形成更為伸展的分子構象并且增大DNA與納米孔孔壁間摩擦力，這些均利于納米孔測序的進(jìn)行。在該項研究中，錢(qián)教授與其團隊發(fā)現隨著(zhù)鏈長(cháng)的增大，DNA分子較為伸展，使其能夠更為順利地進(jìn)入納米孔;同時(shí)在低載下鏈長(cháng)對DNA與孔壁間的摩擦力影響較小，說(shuō)明納米孔測序技術(shù)能適用于各種鏈長(cháng)的DNA分子。因此，在低NaCl濃度下長(cháng)鏈DNA更利于納米孔測序。

　　“今后，隨著(zhù)納米孔測序技術(shù)的發(fā)展，每個(gè)人都能負擔得起自身的基因測序�！卞X(qián)教授說(shuō)道，“基于我們的研究結果，納米孔測序技術(shù)不會(huì )被DNA的鏈長(cháng)所限制，也就是說(shuō)更長(cháng)的讀取長(cháng)度有望實(shí)現，有助于提高測序效率，從而降低測序的成本�！�

　　該研究結果有助于理解NaCl濃度及鏈長(cháng)對DNA分子構象及其摩擦學(xué)行為的調控機理，并對基于納米孔的第三代基因測序技術(shù)的發(fā)展具有重要的指導意義。目前，該團隊已開(kāi)始進(jìn)一步地研究納米孔測序中各項參數的優(yōu)化。

　　錢(qián)教授表示，除了優(yōu)化納米孔測序過(guò)程中的各個(gè)參數，還有很多基礎研究需要完成，他們的團隊也將進(jìn)行進(jìn)一步的探索。