现在时髦的 nextGen sequencing 技朮,在 wiki 上一查,有十数个。这面提的这个是第 6 个:Services/Applications/Sequencing/Semiconductor-Sequencing/Semiconductor-Sequencing-Technology/Ion-Torrent-Technology-How-Does-It-Work.html
基本概念还是挺清楚的。用加入一个新 nucleotide 时的 ph 值变化来测,而不是 ligate,扫描照相,切割这样的复杂过程,据说速度就快了。
质量不清楚。要从独立机构把不同技术作比对才知道。
我对现在的片子是否能把人的全部基因组扫过,是否有足够的 coverage 还有怀疑。不过,这个,理论上只是时间问题。
高太监们打算找谁当始祖?这方法找祖先没用。
关键词:semi-conductor, non-optic (半导体而非光学成像)
Next Generation Sequencing 的三大平台:Illumina的HiSeq/MiSeq,ABI的Solid,Life Tech的Ion PGM/Torrent (话说454算么,通量不高的说)
三者都是边合成边测序的(sequence by synthesize),Ion Torrent之所以快且便宜在于检测技术另外两个不同。
HiSeq/MiSeq和Solid都是根据每加一个(Solid是加两个)碱基->释放荧光->照相->读取该位置的荧光信息
而Ion Torrent根据的是PCR反应时,每加上一个碱基会释放一个H离子,导致pH变化;因此Ion Torrent采用半导体(semiconductor)技术读取pH变化来辨别序列信息补充一个网上找的表格:
价格什么的和我了解的(美西)差不多:Ion Torrent大概200~300K,HiSeq 600~750K(根据地区,购买时间,和sales rep熟不熟而浮动)
而且不考虑library制备时间的话,Ion Torrent一个run是8小时,HiSeq一个run是27小时(HiSeq还分fast run和普通run,基本是3到5天完成一个flowcell)
但是呢
1. Ion Torrent很多参数是预计值,如果没记错的话刚开始他们是说今年年末芯片的通量会达到120Gb,现在变成60Gb了,所以。。。
2. 准确率这个实在很难说,个人经验是至少对于HiSeq来说100bp(其实70bp左右就下降了)以上就不大能有99%了
这张表格就可以看出Ion Torrent可以达到测一个人类基因组1000刀(提取DNA,建library另算)。人类基因组3Gb,个人测序经验(还是HiSeq来的,而且是RNA-seq,参考性堪忧。。。)一般70~80%的reads是可比对到refseq;所以呢把错误率(accuracy),可比对性(mappability)都算上的话20X的测序深度(depth)还是有的,这个深度对基因组测序来说可以接受了
最后的最后:
Ion Torrent的发明人Jonathan M. Rothberg(同时也是454的发明人,不过已经离开Life Tech)带领的团队也参加了Genomics X Prize, "the first Team that can build a whole human genome sequencing device and use it to sequence 100 human genomes within 30 days or less, with an accuracy of no more than one error in every 1,000,000 bases sequenced, with an accuracy rate of at least 98% of the genome, and at a recurring cost of no more than $1,000 (US) per genome."
在30天内,以不超过1000刀一个基因组的价格测100个人(组委会选了100个100岁以上的老人,这是找长寿基因的节奏吧);对于98%以上的序列,错误率不超过1/1,000,000。
第一代DNA测序技术用的是1975年由桑格(Sanger)和考尔森(Coulson)开创的链终止法或者是1976-1977年由马克西姆(Maxam)和吉尔伯特(Gilbert)发明的化学法(链降解). 并在1977年,由桑格老人家(那时他还年轻)测定了第一个基因组序列——噬菌体phiX-174,全长只有5,375个碱基。虽然与今日的技术比起来根本不算什么,但自此之后,人类获得了窥探生命本质的能力,并以此为开端真正步入了基因组学时代。
研究人员在Sanger法的多年实践之中不断对其进行改进。在2001年,完成的首个人类基因组图谱就是以改进了的Sanger法为基础进行测序的。Sanger法的核心原理是:由于ddNTP(4种带有荧光标记的A,C,G,T碱基)的2’和3’都不含羟基,其在DNA的合成过程中不能形成磷酸二酯键,因此可以用来中断DNA的合成反应,在4个DNA合成反应体系中分别加入一定比例带有放射性同位素标记的ddNTP(分别为:ddATP,ddCTP,ddGTP和ddTTP),然后利用凝胶电泳和放射自显影后可以根据电泳带的位置确定待测分子的DNA序列(图2. Sanger)。这个网址为Sanger测序法制作了一个小短片,形象而生动。





