The Third Revolution in Sequencing Technology
測序技術的第三次革命
重點
長讀/第三代測序技術正在基因組學領域引發一場新的革命，因爲它們提供了一種以前所未有的分辨率研究基因組、轉錄組和宏基因組的方法。
SMRT和納米孔測序首次允許直接研究不同類型的DNA鹼基修飾。
此外，納米孔技術可以直接測序RNA並識別RNA鹼基修飾。
由於MinION的便攜性和極其簡單的文庫製備方法的存在，納米孔技術首次在野外和偏遠地區實現了高通量測序。
這對調查發展中國家的疫情具有極其重要的意義。
-
四十年前，桑格測序的出現是革命性的，因爲它首次破譯了完整的基因組序列。當新一代測序(NGS)技術出現時，第二次革命到來了，這使得基因組測序更加便宜和快捷。然而，NGS方法有幾個缺點和缺陷，最明顯的是它們的短讀。最近，出現了第三代/長讀方法，可以產生前所未有的質量基因組裝配。此外，這些技術可以直接檢測天然DNA的表觀遺傳修飾，並允許不需要裝配的整個轉錄序列。這標誌着測序技術的第三次革命。在這裏，我們回顧並比較各種長時間閱讀的方法。我們討論了它們的應用以及各自的優缺點，並提供了未來的展望。
-
測序技術簡史
-
1977年，Maxam和Gilbert的化學鏈終止法用於DNA測序，緊接着是Sanger的“雙脫氧法”(見詞彙表)，同年，[2]引起了生物學上的一場革命。這些方法導致了更大的基因組測序，最終導致了人類基因組計劃[3,4]。人類基因組計劃是迄今爲止世界上最大的合作生物項目，歷時13年完成，耗資近30億美元。下一步，進行了大規模的測序項目來研究人類序列變異。然而，對於這些類型的項目，桑格測序是太勞動密集，耗時和昂貴的。2004年，國家人類基因組研究所(NHGRI)啓動了一項計劃，將全基因組測序的成本在10年內降低到1000美元年[5]。這加速了更便宜、更快的方法的發展，在接下來的幾年裏，NGS技術每一次運行產生了成千上萬的測序反應。這些NGS技術的主要優點是不需要進行DNA片段的細菌克隆和測序產物的電泳分離。多種NGS技術並存多年;今天，市場主要由Illumina公司主導。通過大幅降價，美國國家地質調查局迅速將基因組測序納入小型實驗室的研究範圍，而花費不到1000美元進行人類基因組測序的最初目標在幾年前就實現了。如今，NGS已成爲基礎生物學以及臨牀和農學研究中許多應用的標準工具。