基因史上的今天以纳米孔完成DNA测序的实作模型首度出现

　　01hr这是华盛顿大学物理学院团队继2010年首次证明耻垢分枝杆菌孔蛋白A（MspA）可用于DNA测序、2012年宣布纳米孔核酸碱基检测数增加至2030个后发布的又一实质性研究成果。
　　实验示意图及实验数据
　　不同碱基通过纳米孔时会产生对应的电流信号，AndrewLaszlo及其研究团队测量了256个四聚体所对应的碱基离子电流，所得图谱高度预测了噬菌体PhiX174基因组此前并未测量序列的电流信号。
　　文章实验数据
　　同时，该研究还展示了噬菌体PhiX174长达4500个碱基的纳米孔测序读数，并与此前已经公布的参考基因组进行比对，展示了基因组混合组装和基因多态性检测方面的概念验证效果，为后期纳米孔的DNA测序商业化奠定了基础。
　　与参考基因组数据比对
　　02hr1996年哈佛大学的DanielBranton、加州大学的DavidDeamer及其同事，在美国国家科学院院刊PNAS杂志上首次发表文章指出可以通过膜通道检测多核苷酸序列。
　　DavidDeamerDanielBranton图片来源：https：zon。trilinkbiotech。com20150915nanoporesequencing
　　纳米孔测序属于单分子测序技术的一种，是通过给布满纳米孔蛋白的生物膜两侧施加电压，利用电压差将DNA双链在马达蛋白的牵引下解旋过孔，A、T、C、G四个碱基过孔时便会形成独特的离子电流变化信号。
　　纳米孔单分子测序原理示意图（图片来自齐碳科技官网）
　　纳米孔单分子测序技术由于无需核酸扩增消除了过程中带来的偏差，保留重要碱基修饰信息，同时相较于另一种荧光标记的单分子测序技术在数据获取上从核酸信息转换到光信息再转化到电信号不同，纳米孔单分子测序技术无需复杂的信号转化和传输过程，可以说是相对更加直接、便捷、理想的测序方法，并且具有测序读长不受限制的优势，从而能够检测大型的结构变异以及解析包含高度重复序列的区域。
　　03hr自纳米孔测序基础理念发布十余载到纳米孔单分子测序的成型，一路上科学家们经历了很多分歧也遇到了大量的技术难题。
　　其中细菌驱动孔隙耻垢分枝杆菌孔蛋白A（MspA）不仅是纳米孔单分子测序技术前期实现的关键突破点，也成为了后来持续多年纳米孔专利之争的核心。
　　文献中MspA结构示意图
　　纳米孔单分子测序被称作极具前景的下一代测序技术，直接过孔测碱基电信号的技术方式消除了PCR扩增带来的偏差，同时因为不再受限于测序序列的长度，对于具有高比例重复DNA的大基因组（例如植物）、复杂的结构变异检测以及更连续的基因组组装拥有其独特的优势，这使得纳米孔单分子测序的应用充满无限可能。
　　齐碳科技作为国内纳米孔基因测序技术自主研发领域的领先企业，将加速与全国各地多个学术领域专家、科研机构建立合作关系，进一步拓展纳米孔单分子测序技术在病原微生物快检、疾病防控与监测、遗传学与罕见病研究、刑侦安防、农业良种选育、环境监测和保护等场景的开创性应用。
　　参考文献：
　　〔1〕LaszloAH，DerringtonIM，RossBC，etal。DecodinglongnanoporesequencingreadsofnaturalDNA〔J〕。NatureBiotechnology。2014（829833）。
　　〔2〕ManraoEA，DerringtonIM，LaszloAH，etal。ReadingDNAatsinglenucleotideresolutionwithamutantMspAnanoporeandphi29DNApolymerase〔J〕。NatureBiotechnology，2012，30（4）：34953。
　　〔3〕DerringtonIM，ButlerTZ，MDCollins，etal。NanoporeDNAsequencingwithMspA〔J〕。ProceedingsoftheNationalAcademyofSciencesoftheUnitedStatesofAmerica，2010，107（37）：1606016065。