2016年7月25日，學(xué)術(shù)刊物自然出版集團(tuán)旗下子刊《Nature Methods》雜志上在線發(fā)表了英國(guó)諾丁漢大學(xué)的科學(xué)家Matt Loose的一篇研究論文，論文描述了一種稱為“'Read Until”的新技術(shù)，這種技術(shù)可高度選擇性的進(jìn)行DNA測(cè)序，與實(shí)時(shí)的納米孔測(cè)序聯(lián)合使用，使得用戶能夠分析“含有預(yù)設(shè)的目標(biāo)標(biāo)簽”的DNA鏈。研究證明可能實(shí)時(shí)地、有選擇性地測(cè)定DNA序列片段，從而大大減少了分析生物樣品所需的時(shí)間。
Matt Loose博士，采用Oxford Nanopore Technologies研發(fā)的便攜式DNA測(cè)序技術(shù)。Loose博士說(shuō)：“這是*次展示，在任何設(shè)備上直接選擇特定的DNA分子。我們希望，它將使未來(lái)的許多新應(yīng)用成為可能，特別是便攜式測(cè)序。這使得測(cè)序變得盡可能，并將提供一種可行的、基于信息的方法，來(lái)替代傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)室富集技術(shù)。這種方法可以應(yīng)用到一系列廣泛的問(wèn)題中，從病原體檢測(cè)到人類基因組靶向區(qū)域測(cè)序，現(xiàn)在都是可用實(shí)現(xiàn)的。”
這種口袋大小的MinION裝置——NASAzui近為空間站送去了相同的技術(shù)以探討失重狀態(tài)下是否可以進(jìn)行DNA測(cè)序，采用小分子膜孔來(lái)“感覺(jué)”通過(guò)這些孔的DNA片段序列，從而在current trace中產(chǎn)生微小的波動(dòng)。這些current trace稱為“squiggles”，然后需要使用base caller軟件被轉(zhuǎn)換為DNA堿基，通常位于云。諾丁漢大學(xué)的研究小組使用信號(hào)處理技術(shù)，通過(guò)這個(gè)步驟，將這些squiggles映射到參考序列。
在本文中，諾丁漢大學(xué)的研究團(tuán)隊(duì)更近了一步，顯示這種squiggle匹配技術(shù)可以運(yùn)行的速率，能夠讓我們?cè)贒NA片段通過(guò)納米孔之前，對(duì)正在測(cè)序的DNA片段做出決定。根據(jù)不同的序列，MinION中的個(gè)別納米孔可以被指示繼續(xù)測(cè)定或彈出當(dāng)前的DNA片段，并開始測(cè)定另一段序列。諾丁漢大學(xué)的研究小組表明，這種“實(shí)時(shí)選擇性測(cè)序”，或被一些人稱之為“DNA tasting”，可以減少測(cè)定關(guān)鍵DNA序列所需的時(shí)間，或者使我們能夠分析與宿主和其他DNA共存的病原體樣品。
Read Until方法/技術(shù)是通過(guò)運(yùn)用動(dòng)態(tài)時(shí)間規(guī)整而發(fā)展的，以將短的query current traces與參考序列匹配，從而展示了小基因組特定區(qū)域的選擇性，來(lái)自一組靶標(biāo)的單個(gè)擴(kuò)增子，或一個(gè)集合中擴(kuò)增產(chǎn)物的正常化。
原文摘要：
The Oxford Nanopore Technologies MinION sequencer enables the selection of specific DNA molecules for sequencing by reversing the driving voltage across individual nanopores. To directly selec molecules for sequencing, we used dynamic time warping to match reads to reference sequences. We demonstrate our open-source Read Until software in real-time selective sequencing of regions within small genomes, individual amplicon enrichment and normalization of an amplicon set.
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