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全面解读MinION纳米孔测序技术及应用-下

 广东国规防静电技术检验中心有限公司

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三、MinION目前的应用领域

  1、即时检测传染源

  NGS测序方法可以在医院环境下进行传染源等病菌的检测,而MinION测序方法提供的是一种全新的体验。MinION在测序读长,携带的方便性,检测时长方面具有NGS不可比的优势。文献记载从样品准备到发现致病菌只需要6小时时间,而从样品放置机器到发现致病菌只需要4分钟。文章列举了截至目前用MinION测序仪涉及研究的物种及详细描述了西非爆发埃博拉病毒时,MinION测序方法在病毒检测过程中起到的重要作用。

  2、非整倍体检测

  MinION可以在胎儿非整倍体产前检测中发挥重要作用。利用NGS平台,通常需要1-3周时间获得结果。而利用MinION测序方法,文献报道只需要4小时。

  3 、太空应用

  在太空飞行中,发掘细菌和病毒是很困难的事情。大部分研究是将样品带回地球进行测序鉴定。目前,NASA准备利用MinION测序仪在国际空间站进行病菌的实时测序。

  四、展望

  1. PromethION

  为了满足研究人员对高通量测序的需求,ONT公司开发了一个台式纳米孔测序仪—PromethION。PromethION有48个flow cell,可以单独运行也可以并行。每个flow cell包括3,000个通道(channel),每天产生6Tb测序数据。

  2. 测序read准确性

  目前MinION测序仪的测序准确率在92%左右。对于类似致病菌和可变剪切的发掘,这样的测序准确率可以满足需求。但是对于临床检测,通常read准确率需要达到99.99%。因此,文章提到ONT公司需要在测序相关的化学反应和碱基识别软件方面进行优化。

  另外,文章提到MinION测序方法存在非随机的测序错误。比如MinION不能很好处理长于6个核苷酸的同聚物的测序,同时缺少碱基修饰检测的内参训练。如果这两个问题能够得到解决,共有序列(consensus)测序的准确率可以达到大于99.99%。

  3. 测序read长度

  目前MinION测序长度达到150kb。在未来一段时间,可以期许其测序长度可以得到更大提升。

  4. RNA直接测序

  逆转录和PCR扩增会导致很多RNA自身信息的丢失,所以目前ONT公司和一些研究机构正在尝试用纳米孔技术进行RNA直接测序。之前的研究已经为此奠定了基础,比如研究表明可以对tRNA进行单通道和固态纳米孔(solid-state nanopore)检测,且纳米孔可以检测DNA和tRNA的碱基修饰。

  5. 单分子蛋白测序

  目前,质谱(mass spectrometry)是做蛋白组分析较好的技术,但是对于灵敏性,准确性和分辨率,目前的技术都存在局限性。2013年一项研究报道了酶介导的蛋白通过单通道纳米孔。这项研究表明蛋白的序列特征可以被检测。这些发现为蛋白质纳米孔测序奠定了很好的基础。

  参考文献:

  The Oxford Nanopore MinION: delivery of nanopore sequencing to the genomics community

  END

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