測序在生命科學研究中一直發(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,并不是后基因組時代最理想的測序方法,。
進入21世紀后,,以Roche 454、Illumina Solexa和ABI SOLiD為代表的第二代測序技術誕生了,,并迅速掀起了你追我趕的技術比拼高潮,。2010年,Illunima和ABI先后發(fā)布新款測序儀,,改進了原有機型,,測序通量不斷提升,測序成本不斷降低,,現(xiàn)在已經(jīng)進入了數(shù)千美元測一個人全基因組的時代,。
第二代測序技術進展
1. Roche 454測序技術
454公司可謂第二代測序技術的奠基者。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確性、讀長和測序通量,。
目前,,Roche 454 GS FLX Titanium每次運行能產(chǎn)生100萬條序列,平均讀長能達到400nt,,且第400個堿基的準確率能達到99%,。一次運行所需時間為10小時,能獲得4-6億個堿基的序列信息,。
2. Illumina Solexa測序技術
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"DNA簇"和"可逆性末端終結(reversible terminator)",實現(xiàn)自動化樣本制備和大規(guī)模并行測序。Illumina公司于2007年初花費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升級到HiSeq 2000。
HiSeq 2000含有兩張Flow cell,,可同時運行或者只運行其中一張,。讀長為100nt,同時支持Fragment,、Pair-end和Mate-Paired文庫,。每次運行最多可產(chǎn)生200 GB的數(shù)據(jù)量(讀長為2x100nt)。
Solexa測序技術路線:
3. ABI SOLiD測序技術
過去20年,,美國應用生物系統(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。2010年末又發(fā)布了最新產(chǎn)品--SOLiD 5500xl測序平臺,。從SOLiD到如今的SOLiD 5500xl,,短短三年時間,連升五級,,發(fā)展速度驚人,。