測序在生命科學(xué)研究中一直發(fā)揮著重要作用。以Sanger法(雙脫氧核苷酸末端終止法)為代表的第一代測序技術(shù)幫助人們完成了從噬菌體基因組到人類基因組圖譜等大量測序工作,,但由于其存在成本高,、速度慢、通量低等不足,,并不是后基因組時(shí)代最理想的測序方法,。
進(jìn)入21世紀(jì)后,以Roche 454,、Illumina Solexa和ABI SOLiD為代表的第二代測序技術(shù)誕生了,,并迅速掀起了你追我趕的技術(shù)比拼高潮。2010年,,Illunima和ABI先后發(fā)布新款測序儀,,改進(jìn)了原有機(jī)型,測序通量不斷提升,,測序成本不斷降低,,現(xiàn)在已經(jīng)進(jìn)入了數(shù)千美元測一個(gè)人全基因組的時(shí)代。
第二代測序技術(shù)進(jìn)展
1. Roche 454測序技術(shù)
454公司可謂第二代測序技術(shù)的奠基者,。2005年底,,454公司推出了革命性的基于焦磷酸測序法的高通量基因組測序系統(tǒng)--Genome Sequencer 20 System。這一技術(shù)的建立開創(chuàng)了邊合成邊測序(sequencing by synthesis)的先河,,被nature雜志以里程碑事件報(bào)道,。之后,454公司被羅氏診斷公司以1.55億美元收購,。一年后,,他們又推出了性能更優(yōu)的第二代基因組測序系統(tǒng)--Genome Sequencer FLX System(GS FLX)。2008年10月,,Roche 454在不改變機(jī)器的情況下,,推出了全新的測序試劑--GS FLX Titanium,全面提升了測序的準(zhǔn)確性,、讀長和測序通量,。
目前,Roche 454 GS FLX Titanium每次運(yùn)行能產(chǎn)生100萬條序列,,平均讀長能達(dá)到400nt,,且第400個(gè)堿基的準(zhǔn)確率能達(dá)到99%。一次運(yùn)行所需時(shí)間為10小時(shí),,能獲得4-6億個(gè)堿基的序列信息,。
2. Illumina Solexa測序技術(shù)
Illumina公司的第二代測序儀最早由Solexa公司研發(fā),利用其專利核心技術(shù)"DNA簇"和"可逆性末端終結(jié)(reversible terminator)",,實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化樣本制備和大規(guī)模并行測序,。Illumina公司于2007年初花費(fèi)6億美金巨資收購了Solexa,。2010年初,Illumina將其第二代測序儀Genome Analyzer IIx升級(jí)到HiSeq 2000,。
HiSeq 2000含有兩張F(tuán)low cell,,可同時(shí)運(yùn)行或者只運(yùn)行其中一張。讀長為100nt,,同時(shí)支持Fragment,、Pair-end和Mate-Paired文庫。每次運(yùn)行最多可產(chǎn)生200 GB的數(shù)據(jù)量(讀長為2x100nt),。
Solexa測序技術(shù)路線:
3. ABI SOLiD測序技術(shù)
過去20年,,美國應(yīng)用生物系統(tǒng)公司(ABI)在一代測序方面一直占據(jù)著壟斷地位。第二代測序技術(shù)出現(xiàn)以來,,ABI公司不甘落后,,迅速趕上,于2007年底推出了SOLiD 第二代測序平臺(tái),。2010年末又發(fā)布了最新產(chǎn)品--SOLiD 5500xl測序平臺(tái),。從SOLiD到如今的SOLiD 5500xl,短短三年時(shí)間,,連升五級(jí),,發(fā)展速度驚人。