微生物學(xué)通報(bào) JAN 20, 2008, 35(1)：149~151
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許冠東*（羅氏應(yīng)用科學(xué)部 羅氏診斷產(chǎn)品有限公司 上海 200031）
摘 要: 焦磷酸法最早是應(yīng)用在檢測(cè)DNA甲基化和SNP位點(diǎn)分析的一項(xiàng)技術(shù), 在2005年底, 此技術(shù)被用來(lái)進(jìn)行基因組序列的測(cè)定, 已經(jīng)成為下一代高通量測(cè)序中最成熟的一種技術(shù)。本篇文章著重介紹了采用焦磷酸測(cè)序法的羅氏公司最新一代高通量基因組測(cè)序系統(tǒng)GS FLX的技術(shù)原理, 操作過(guò)程和廣泛的應(yīng)用范圍。
關(guān)鍵詞: GS FLX, 焦磷酸測(cè)序, 高通量, 讀長(zhǎng), 應(yīng)用
GS FLX, the Leader in Next Generation Sequencer
XU Guan-Dong*
（Roche Applied Science, Roche Diagnostics (Shanghai) Limited, Shanghai 200031）
Abstract: Pyrosequencing technology is famous for its application in detection of SNP site and DNA me-thylation. At the end of 2005, pyrosequencing technology was used to sequence the whole genome and it has become the most developed next generation high-throughput sequencing technonlogy. In this article, we in-troduce the theory, operation process and wide application field of the second generation genome sequencer FLX system provided by Roche
Keywords: GS FLX, Pyrosequencing, High throughput, Read length, Application
2007年9月28日, 在《Science》國(guó)際頂級(jí)學(xué) 術(shù)期刊的網(wǎng)站上, 同時(shí)查詢到3篇突破性的基礎(chǔ)研究成果[1~3],。這3篇文章的研究對(duì)象和領(lǐng)域完全不同, 分別涉及了對(duì)人類基因組變異的研究, 蜜蜂社會(huì)性的進(jìn)化討論以及滅絕的古生物線粒體全序列的測(cè)定,。然而它們的共同點(diǎn)是, 它們所使用的分析數(shù)據(jù)和實(shí)驗(yàn)結(jié)果都來(lái)自羅氏454 公司研發(fā)的高通量測(cè)序技術(shù)平臺(tái)Genome SequencerTM。在1周的時(shí)間里就有3篇GS系統(tǒng)在不同研究領(lǐng)域的應(yīng)用文章發(fā)表在《Science》上,，累計(jì)已有近100篇Genome Se-quencerTM的應(yīng)用成果發(fā)表在世界知名期刊上,，說(shuō)明454測(cè)序技術(shù)和GS系統(tǒng)在生命科學(xué)研究領(lǐng)域的廣泛適用性。
Genome Sequencer FLX (GS FLX)系統(tǒng)是羅氏454 公司的第二代測(cè)序平臺(tái), GS FLX的命名正是來(lái)源于其多領(lǐng)域的靈活(flexible)應(yīng)用,。GS FLX系統(tǒng)在技術(shù)原理和性能方面的表現(xiàn)優(yōu)越, 每個(gè)反應(yīng)可以得到超過(guò)40萬(wàn)個(gè)序列讀長(zhǎng), 單個(gè)序列的讀長(zhǎng)可達(dá)300bp, 一個(gè)測(cè)序反應(yīng)就可以產(chǎn)出超過(guò)1億個(gè)堿基信息,。目前, Genome SequencerTM系統(tǒng)已經(jīng)被世界上幾乎所有從事基因組測(cè)序和相關(guān)結(jié)構(gòu)功能研究的頂級(jí)實(shí)驗(yàn)室配備使用, 相信隨著該系統(tǒng)性能和應(yīng)用領(lǐng)域的不斷提升和擴(kuò)展, 必將帶來(lái)整個(gè)測(cè)序領(lǐng)域的技術(shù)發(fā)展, 對(duì)大規(guī)模基因序列研究的相關(guān)應(yīng)用領(lǐng)域產(chǎn)生巨大的推動(dòng)作用, 例如基因組學(xué),、比較基因組學(xué),、轉(zhuǎn)錄組分析和基因調(diào)控等。
1 GS FLX系統(tǒng)超高通量測(cè)序技術(shù)原理
與GS 20一樣, GS FLX系統(tǒng)的測(cè)序原理也是基于焦磷酸測(cè)序法, 一種依靠生物發(fā)光進(jìn)行DNA序列分析的新技術(shù); 在DNA聚合酶, ATP硫酸化酶, 熒光素酶和雙磷酸酶的協(xié)同作用下, 將引物上每一個(gè)dNTP的聚合與一次熒光信號(hào)釋放偶聯(lián)起來(lái) (圖 1),。通過(guò)檢測(cè)熒光信號(hào)釋放的有無(wú)和強(qiáng)度, 就可以達(dá)到實(shí)時(shí)測(cè)定DNA序列的目的,。此技術(shù)不需要熒光標(biāo)記的引物或核酸探針, 也不需要進(jìn)行電泳; 具有分析結(jié)果快速、準(zhǔn)確,、高靈敏度和高自動(dòng)化的特點(diǎn),。
圖1 GS FLX高通量測(cè)序方法原理示意圖
Fig.1 Sequencing principle of GS FLX system
