CD基因组学博客

下一代测序（NGS）欧宝体育官网网址，高通量测序或大量平行测序是描述DN欧宝体育官网网址A测序技术的相关术语，该技术彻底改变了生物学研究。NGS以超高的吞吐量，可伸缩性和速度为特征，使研究人员能够在一天内对人类基因组进行测序，而Sanger测序需要十年来完成最终的人类基因组草稿。欧宝体育官网网址

什么是NGS？

NGS代表许多不同的现代高通量测序技术，包括照明测序，Roche 454测序和离子洪流测序。欧宝体育官网网址NGS通过合成（SBS）技欧宝体育官网网址术利用测序 - 以大规模平行的方式将其纳入扩展的DNA链中，以检测碱的测序。

NGS平台序列单程中有许多简短的读数。为此，首先应将输入样本切成简短的读取。这些部分的长度取决于使用的测序仪器类型和配置。欧宝体育官网网址

• Illumina测欧宝体育官网网址序

Illumina在2006年底获得Solexa后，进入了下欧宝体育官网网址一代测序市场。作为大多数采用的NGS仪器，Illumina Technologry利用克隆阵列形成和可逆终端技术进行大规模测序（图1）。几个样品可以同时加载到八车道流动池上（图2）。片段首先与通用适配器结合并退火。固相PCR扩增最多生成每个模板分子的1,000份。然后将它们分成单链以进行测序。欧宝体育官网网址在每个循环中，将荧光标记的DNTP（不同的颜色对应于不同的碱基）添加到核酸链中。核苷酸标签是聚合的终结剂，因此在每次DNTP掺入后，就透明染料拍摄图像。然后酶促的裂解允许合并下一个碱。

图1. Illumina测序的原理（来自网络）。欧宝体育官网网址

图2. Illumina测序系统（来自网络）上的八车道流动池。欧宝体育官网网址

表1. Illumina规格表。

• 454测欧宝体育官网网址序

Roche 454是2005年推出的第一个商业NGS平台。尽管Illumina使用100-300 bp的读数，但Roche 454可以序列更长的读数（最高1 kb）。使用限制酶，DNA分解为300-800 bp的小片段。将通用适配器添加到末端，然后将其退火到小树脂珠上的DNA序列。Roche 454使用乳液PCR，不同于Illumina测序，以扩大DNA库。欧宝体育官网网址每个孔都包含一个单个序列的单个珠子和许多PCR副本，以及用于测序的DNA聚合酶和缓冲液。欧宝体育官网网址一次以一种类型的碱基的波添加核苷酸底座，每个底座的添加释放一个光信号，该信号由摄像机记录。

图3. Roche 454平台（来自网络）。	图4. Roche 454测序的原理（来自网络）。欧宝体育官网网址

• 离子tOrrent测欧宝体育官网网址序

收购离子洪流后，Thermofisher扩大了其NGS投资组合。他们的第一个NGS系统ION PGM于2010年启动。离子洪流测序的输入DNA或RNA为200-600 bp。欧宝体育官网网址像454一样，离子洪流测序也使用乳液PCR，欧宝体育官网网址一次添加单个DNTP。但是离子洪流基于以下事实确定了合并基础⁺离子。

图5.离子洪流测序的原理（来自网络）。欧宝体育官网网址

离子S5系列系统	离子PGM测序仪	离子质子系统

图6.离子洪流测序平台。欧宝体育官网网址

NGS可以做什么？

NGS技术允许研究人员深入序列目标区域，迅速对整个基因组进行序列，特别是ob 体育 为了鉴定剪接位点和RNA位点，鉴定表观遗传修饰，研究微生物多样性和进化以及序列疾病样品以发现变体（这可能是疾病生物标志物或治疗靶标）。随着价格降低和精确度的提高，NGS已成为基因组研究中必不可少的工具，并将其转化为普通医学的常规临床实践。NGS的主要限制是所需的基础架构，包括计算机容量和存储，以及分析和解释NGS生成的许多数据所需的人员专业知识。尽管受到第三代测序技术的快速发展的挑战（包括欧宝体育官网网址PACBIO SMRT和纳米孔技术），NGS具有无与伦比的优势，很长一段时间内将不会完全替换。

参考：

Behjati S，Tarpey P S.下一代测序是什么？欧宝体育官网网址儿童教育与实践中的疾病档案，2013年，第98（6）：236-238页。