這是最近被報(bào)道的技術(shù),目前仍然處于發(fā)展中,,有興趣的朋友可以讀一下這篇文章,。 科學(xué)家希望將來能夠?yàn)椴∪颂峁└鶕?jù)他們自己的遺傳特征“定制”的藥物,這需要對(duì)病人的基因組進(jìn)行測(cè)序,。人類基因組的第一次測(cè)序用了十多年,。一些新興的生物技術(shù)公司正在努力開發(fā)快速測(cè)序技術(shù),試圖將時(shí)間縮短到24小時(shí)以內(nèi),。 基因組測(cè)序領(lǐng)域的先驅(qū)Craig Venter說:“我們的目標(biāo)是只花費(fèi)1000美元,,在幾分鐘或者幾秒鐘內(nèi)完成一個(gè)基因組的測(cè)序。”Venter于1998年創(chuàng)立了Celera公司,,與人類基因組計(jì)劃(HGP)采用不同的技術(shù)進(jìn)行人類基因組測(cè)序的“賽跑”(不過他現(xiàn)在已經(jīng)從該公司辭職),。 目前采用的化學(xué)測(cè)序方法方法需要把DNA長鏈切割成碎片,對(duì)每個(gè)碎片進(jìn)行測(cè)序,,然后用計(jì)算機(jī)把碎片序列重新拼接成整個(gè)DNA的序列,。化學(xué)測(cè)序方法自1977年發(fā)明以來,,它的基本原理就沒有過大的變化,。盡管自動(dòng)化設(shè)備極大地提高了測(cè)序速度,,但這種方法每次仍然只能閱讀大約1000個(gè)“字母”(堿基對(duì)),而且還需要費(fèi)時(shí)費(fèi)錢的準(zhǔn)備和分析過程,。 Venter認(rèn)為,,這種方法已經(jīng)接近理論極限。要想在幾秒鐘內(nèi)對(duì)數(shù)以十億的堿基對(duì)進(jìn)行測(cè)序需要完全不同的方法,。納米技術(shù)的發(fā)展和計(jì)算機(jī)性能的提高將使新方法成為可能,。 研究人員正試圖尋找直接“閱讀”DNA長鏈的方法。如果人類基因組是一部書,,以往的方法就像是把書拆散剪碎,,分別閱讀零散的書頁甚至單詞,再像拼圖一樣拼合起來?,F(xiàn)在人們希望能夠選取書的一章,、按順序讀下去。 美國馬薩諸塞州US Genomics公司Eugene Chan等人開發(fā)出了一種“納米流體”(nanofluidic)芯片,。在這種比計(jì)算機(jī)按鍵還小的芯片里,,流體拖曳著DNA分子長鏈,通過象保齡瓶一樣排列的針腳(pegs),。這種裝置并不逐一讀取每一個(gè)“字母”,,而是取一個(gè)參考基因組,,用熒光標(biāo)記被測(cè)序的DNA鏈中與參考基因組不同的“字母”,。DNA鏈通過時(shí),探測(cè)器讀取這些熒光標(biāo)記“字母”的順序,。添上與參考基因組相同的部分,,就成為完整的序列。Chan聲稱這種快速方法每分鐘可以測(cè)序大約200,,000個(gè)“字母”,。 還有的研究人員從細(xì)胞本身尋求靈感:細(xì)胞在每次分裂前,都要用幾個(gè)小時(shí)復(fù)制它的整個(gè)基因組,。英國Mobious Genomics生物技術(shù)公司的Daniel Densham從中得到啟發(fā),,利用一種在細(xì)胞內(nèi)用于復(fù)制DNA的聚合酶進(jìn)行測(cè)序。當(dāng)聚合酶把A,、C,、G和T這四種堿基添加到DNA長鏈上的時(shí)候,它自己會(huì)以一種特有的方式改變外形,。用電磁波束照射聚合酶的表面,,通過測(cè)量電磁波的散射探測(cè)聚合酶外形的變化,就可以測(cè)出DNA鏈上堿基的順序,。Densham希望能把多個(gè)聚合酶分子固定在芯片的表面上,,同時(shí)對(duì)它們進(jìn)行分析,。 除了快速地讀取“字母”,還需要運(yùn)算能力足夠強(qiáng)的計(jì)算機(jī)來迅速處理大量的基因組信息,。目前這仍是制約各種快速測(cè)序法的一個(gè)瓶頸,。 目前還不清楚究竟這些嶄露頭角的技術(shù)中的哪一種能夠成為標(biāo)準(zhǔn)??赡苡幸环N會(huì)勝出,,也有可能它們分別適用于不同的場(chǎng)合。