為什么要選擇nanopore測(cè)序技術(shù)?這是因?yàn)閚anopore測(cè)序技術(shù)具有一些無(wú)與倫比的優(yōu)勢(shì),可以解決很多技術(shù)難題。主要包括:超長(zhǎng)讀長(zhǎng),DNA/RNA直接測(cè)序,真正的實(shí)時(shí)性,無(wú)需對(duì)測(cè)序設(shè)備的資金投入,可擴(kuò)展性便攜式或臺(tái)式測(cè)序儀,10分鐘文庫(kù)制備,高保真度,對(duì)大基因組的高數(shù)據(jù)量測(cè)序。
一、超長(zhǎng)讀長(zhǎng)
在納米孔測(cè)序中,讀長(zhǎng)長(zhǎng)度可以等于輸入片段長(zhǎng)度。讀長(zhǎng)長(zhǎng)度不受限于測(cè)序設(shè)備,用戶可以通過(guò)所使用的文庫(kù)制備實(shí)驗(yàn)方案來(lái)控制片段長(zhǎng)度。目前報(bào)到處DNA片段長(zhǎng)度最高記錄為>2 Mb,直接RNA測(cè)序讀長(zhǎng)最長(zhǎng)為26kb。長(zhǎng)讀長(zhǎng)提供了一個(gè)更明確的方法來(lái)比對(duì)和匹配DNA或RNA序列,提供高質(zhì)量、更完整、更連續(xù)的基因組組裝。在類如植物基因組和具有大型結(jié)構(gòu)變異和高水平重復(fù)區(qū)域的基因組中優(yōu)勢(shì)顯著。就像拼圖一樣,讀長(zhǎng)越長(zhǎng),組裝越容易。
二、直接測(cè)序
納米孔技術(shù)基于電子學(xué)原理,允許直接測(cè)序原始DNA和RNA。不需要通過(guò)DNA拷貝、進(jìn)行鏈合成或使用亞硝酸鹽進(jìn)行轉(zhuǎn)化,這不僅節(jié)省了時(shí)間和成本,還意味著堿基修飾的信息(例如5mC,pseudouridine,m6A)會(huì)被完整的保留,并且包含在測(cè)序運(yùn)行產(chǎn)生的原始信號(hào)信息中,隨時(shí)進(jìn)行分析。由于納米孔技術(shù)支持無(wú)需PCR的直接測(cè)序,也就沒(méi)有了擴(kuò)增偏好性,并且文庫(kù)制備工作流程也更簡(jiǎn)單。
三、實(shí)時(shí)測(cè)序
與在運(yùn)行結(jié)束時(shí)批量交付數(shù)據(jù)的傳統(tǒng)測(cè)序技術(shù)不同,納米孔技術(shù)提供的是動(dòng)態(tài)、實(shí)時(shí)的測(cè)序,支持在幾分鐘內(nèi)就獲得病原體鑒定等時(shí)間關(guān)鍵型應(yīng)用的檢測(cè)結(jié)果。測(cè)序時(shí),DNA快速通過(guò)納米孔。DNA片段通過(guò)納米孔的速率已從推出時(shí)的每秒35個(gè)堿基提升到了現(xiàn)在每秒450個(gè)堿基。每一個(gè)在陣列上完成的讀長(zhǎng),在數(shù)秒后就可以用來(lái)開(kāi)始數(shù)據(jù)分析,而不是幾小時(shí)甚至幾天。用戶可以在測(cè)序早期了解樣本的質(zhì)量和狀態(tài),也可以在獲得足夠的數(shù)據(jù)后停止測(cè)序。快速的采樣到結(jié)果周轉(zhuǎn)時(shí)間在未來(lái)感染性疾病、實(shí)地動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)疫情爆發(fā)以及其它診斷方面具有巨大潛力。
四、 按需要測(cè)序
與傳統(tǒng)測(cè)序技術(shù)不同的是,在納米孔測(cè)序中,用戶可以自行掌握測(cè)序時(shí)間、地點(diǎn)、以及需要使用的芯片數(shù)量。例如,可以單次使用的最小型的測(cè)序芯片F(xiàn)longle適合快速質(zhì)量檢測(cè)、小型基因組實(shí)驗(yàn)和靶向測(cè)序。便攜式測(cè)序儀MinION,重量不足100g,可以被帶到任何地方測(cè)序任何樣本。臺(tái)式測(cè)序儀GridION和PromethION分別具有5個(gè)和24或者48個(gè)測(cè)序芯片,每個(gè)芯片可以獨(dú)立運(yùn)行,也可以同時(shí)使用,并結(jié)合實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)傳送。這意味著用戶可以根據(jù)樣本的數(shù)量選擇芯片數(shù)量,隨數(shù)據(jù)量要求隨時(shí)啟動(dòng)和停止實(shí)驗(yàn)。
五、啟動(dòng)費(fèi)用低
傳統(tǒng)的高通量測(cè)序價(jià)格昂貴,啟動(dòng)需要數(shù)十萬(wàn)至百萬(wàn)人民幣。而納米孔測(cè)序目前啟動(dòng)套裝只需要不到兩萬(wàn)元,包括MinION測(cè)序儀,兩張測(cè)序芯片,一盒建庫(kù)試劑盒,一盒清洗試劑盒。兩張芯片最多可以測(cè)序60G數(shù)據(jù)。
六、靈活、可擴(kuò)展
所有Oxford Nanopore測(cè)序設(shè)備使用同樣的核心技術(shù),用戶可以輕松根據(jù)應(yīng)用測(cè)試實(shí)驗(yàn)以及擴(kuò)大或縮小規(guī)模。從最小型的Flongle和掌上MinION,到桌面型的GridION和PromethION。所有設(shè)備都可用于進(jìn)行按需測(cè)序?qū)嶒?yàn)。包括從單次試驗(yàn)到超高通量項(xiàng)目,全部都可提供快速、長(zhǎng)讀長(zhǎng)、實(shí)時(shí)的DNA或RNA直接測(cè)序。用于納米孔測(cè)序的DNA或RNA建庫(kù)過(guò)程簡(jiǎn)單直接,最快的建庫(kù)方法只需5到10分鐘就可在樣本分子末端添加測(cè)序接頭及馬達(dá)蛋白。