测序技术与基因组测序
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❖ 基因组学领域技术的不断进步使人类的视野和期望得以提 升，尤其是HT-NGS技术的广泛应用。
❖ 随着具有潜力的HT-NGS技术和组装方法的发展加快了新 型基因组被测定的速度。现在可以组装新的大型基因组, 一个很好的例子就是源于大熊猫中的基因的装配(Li et al. 2010b)，该新型基因组小片段序列的读取就利用了新一代 DNA测序技术。
ຫໍສະໝຸດ Baidu 关键词：
❖基因组芯片技术 芯片测序技术 从头装配 高 通量新一代测序技术 个体基因组学 重测序技 术 RNA测序技术
引言
❖ 人类基因组草案的完成只是现代DNA测序时代的 开始。
❖ 成熟的HT-NGS技术在一定程度上满足我们预期 的高效测序和低花费需要，在哺乳动物基因组研 究中具有潜在的应用价值。
第一代DNA测序仪
第一代DNA测序仪
❖ 1977年，DNA测序方面两篇具有里程碑意义的文章发表 ，即弗雷德里克·桑格尔的基于链末端双脱氧核苷酸类似 物的酶双脱氧DNA测序技术，和艾伦、沃尔特的化学降 解法测定DNA序列技术，化学降解法最终产生的带有标 志的DNA片段利用特定的方法得以分开，并借助凝胶电 泳技术将其分离开。
Heliscope™ 单分子测序仪
❖对单个DNA分子测序技术首次由 Braslavsky 于 2003年引入，并于2007年作为第一代商业单分子 DNA测序系统被生物科学所认可。
❖ Heliscope测序仪的原理基于“准确的单分子测序 技术”（tSMS)。
❖ tSMS技术开始制备DNA文库，通过DNA剪切和 加入poli（A）尾部生成的DNA片段（Ozsolak等 2010），然后与流通池内poli（T）的寡核苷酸的 DNA片段杂交，同时再平行反应测序。
❖ 2007年HT-NGS技术被选为对哺乳动物基因组学研究有重 大影响的方法并开辟出新机遇 。
第二代HT-NGS技术平台
❖目前， Roche，Illumina, SOLiD三种领先的第 二代HT-NGS技术(Fig. 1)在商业上已可应用，更 多有效的方法的开发速度也在不断加速。
❖ 2008年,美国国家人类基因组研究所(NHGRI)启动 资金来进行极具革命性的基因组测序技术项目， 旨在花费1000美元甚至更少来测序人类基因组。
❖ 另一具里程碑意义的是第一个小噬菌体基因组(长度为 5386个碱基)DNA测序的实现和高达3亿个碱基的人类基 因组测序的成功完成。 值得一提的是,这一进展已被用于 1977年桑格尔引进的基础“双脱氧的方法”的改进 。
HT-NGS技术的诞生
❖ 2000年,乔纳森·罗思伯格创立了454生命科学公司, 该公司 进一步发展成为第一个商业化的有效的平台,即GS 20。该 仪器得以进一步发展成为为市场上第一代NGS系统。
摘要：
❖ 在这篇综述中，我们描述了HT-NGS的重要特征 ，第一代DNA测序仪，HT-NGS的起源，第二代 HT-NGS平台，第三代HT-NGS平台：包括单分子 Heliscope，SMRT和RNAP测序仪，Nanopore， Archon Genomics X PRIZE基金会，第二代和第 三代HT-NGS平台的比较，应用，进展和测序技 术对人类和动物基因组研究的未来前景。
❖ 在接下来的几年里,罗氏应用从454生命科学公司获得的技 术，并进一步拓展出454仪器的新类型,即GS FLX titanium。
❖ 斯德哥尔摩瑞典团队首次提出一种新的测序方法，该方法 基于在聚合酶介导的脱氧核糖核苷酸合成过程中释放的焦 磷酸盐的化学检测来进行测定 (Nyren et al. 1993, Nyren 2007)，并且可以通过对释放的焦磷酸盐的检测进行即时 测序 (Ronaghi et al. 1998)。
❖ HT-NGS技术是当今基因组研究中最大的挑战之 一。
❖ 完全理解人类基因组变异的经济特征,对疾病的遗 传易感性 ,和药物反应的基因治疗将成为接下来 十年基因组学研究的核心目标。
引言
❖ 2011年是人类基因组测序十周年纪念。在这十年期间， 基因组测序领域取得了惊人的成就：包括人类基因组的解 码，新时期人类基因组研究程序方面技术的大幅进步，针 对个性化基因的研究，稀有变异体的发现及其基因的研究 ，利用基因测序来了解基因序列对癌症、哺乳动物进化和 人口结构的影响等。
第三代HT-NGS技术平台
❖ 前面讨论的第二代HT-NGS技术，原理基于PCR扩增DNA 片段，进而使光信号足够强可用CCD照相机来进行碱基 检查。尽管PCR扩增已经彻底改变了DNA分析,但在某些 情况下它可能引起碱基序列的错误或支持某些序列长度过 长,从而在扩增前存在各种基因片段的相对频率和吸光度 发生改变。为了克服这个问题 并将其最终小型化到纳米 级水平及最小的可使用的生化药品，如果序列可以从单个 DNA分子直接测定,而不需要PCR扩增这将是可以实现的 ，并且其潜在的丰度水平的失真也是可以避免的。对单个 DNA分子进行测序这一技术现被称为“第三代HT-NGS技 术 (Schadt et al. 2010)。 掠过先前的扩增步骤边合成边 测序的理念目前是大多数公司所追求的。
测序技术及基因组测序
报告组成员：杜聪聪 韩 栋 余轩韩东
汇 报 人： 韩 栋
摘要：
❖ 目前在人类和动物基因组学的研究领域，HT-NGS技术已 成为最热门的话题,与最复杂的基于Sanger方法的的毛细 管测序仪技术相比，它可以产生100倍以上甚至更多的数 据。随着高通量测序仪器的不断发展和现代生物信息学工 具的快速进步，仅用1000美元来进行个体基因组测序的预 定目标，在不久的将来似乎可以实现。自2005年以来的相 当短的时间范围内，HT-NGS技术正在通过染色质免疫沉 淀联合DNA微阵列（ChIP-chip）或测序（ChIP-seq）， RNA测序（RNA-seq），全基因组基因分型，全基因组结 构变异，基因组的从头装配和重装配，突变检测和载体筛 选，遗传紊乱和复杂人类疾病的检测，DNA文库制备，双 末端和基因组捕获，线粒体基因组的测序和个体基因组学 而变革人类和动物基因组研究。
❖ 随着具有潜力的HT-NGS技术和组装方法的发展加快了新 型基因组被测定的速度。现在可以组装新的大型基因组, 一个很好的例子就是源于大熊猫中的基因的装配(Li et al. 2010b)，该新型基因组小片段序列的读取就利用了新一代 DNA测序技术。
ຫໍສະໝຸດ Baidu 关键词：
❖基因组芯片技术 芯片测序技术 从头装配 高 通量新一代测序技术 个体基因组学 重测序技 术 RNA测序技术
引言
❖ 人类基因组草案的完成只是现代DNA测序时代的 开始。
❖ 成熟的HT-NGS技术在一定程度上满足我们预期 的高效测序和低花费需要，在哺乳动物基因组研 究中具有潜在的应用价值。
第一代DNA测序仪
第一代DNA测序仪
❖ 1977年，DNA测序方面两篇具有里程碑意义的文章发表 ，即弗雷德里克·桑格尔的基于链末端双脱氧核苷酸类似 物的酶双脱氧DNA测序技术，和艾伦、沃尔特的化学降 解法测定DNA序列技术，化学降解法最终产生的带有标 志的DNA片段利用特定的方法得以分开，并借助凝胶电 泳技术将其分离开。
Heliscope™ 单分子测序仪
❖对单个DNA分子测序技术首次由 Braslavsky 于 2003年引入，并于2007年作为第一代商业单分子 DNA测序系统被生物科学所认可。
❖ Heliscope测序仪的原理基于“准确的单分子测序 技术”（tSMS)。
❖ tSMS技术开始制备DNA文库，通过DNA剪切和 加入poli（A）尾部生成的DNA片段（Ozsolak等 2010），然后与流通池内poli（T）的寡核苷酸的 DNA片段杂交，同时再平行反应测序。
❖ 2007年HT-NGS技术被选为对哺乳动物基因组学研究有重 大影响的方法并开辟出新机遇 。
第二代HT-NGS技术平台
❖目前， Roche，Illumina, SOLiD三种领先的第 二代HT-NGS技术(Fig. 1)在商业上已可应用，更 多有效的方法的开发速度也在不断加速。
❖ 2008年,美国国家人类基因组研究所(NHGRI)启动 资金来进行极具革命性的基因组测序技术项目， 旨在花费1000美元甚至更少来测序人类基因组。
❖ 另一具里程碑意义的是第一个小噬菌体基因组(长度为 5386个碱基)DNA测序的实现和高达3亿个碱基的人类基 因组测序的成功完成。 值得一提的是,这一进展已被用于 1977年桑格尔引进的基础“双脱氧的方法”的改进 。
HT-NGS技术的诞生
❖ 2000年,乔纳森·罗思伯格创立了454生命科学公司, 该公司 进一步发展成为第一个商业化的有效的平台,即GS 20。该 仪器得以进一步发展成为为市场上第一代NGS系统。
摘要：
❖ 在这篇综述中，我们描述了HT-NGS的重要特征 ，第一代DNA测序仪，HT-NGS的起源，第二代 HT-NGS平台，第三代HT-NGS平台：包括单分子 Heliscope，SMRT和RNAP测序仪，Nanopore， Archon Genomics X PRIZE基金会，第二代和第 三代HT-NGS平台的比较，应用，进展和测序技 术对人类和动物基因组研究的未来前景。
❖ 在接下来的几年里,罗氏应用从454生命科学公司获得的技 术，并进一步拓展出454仪器的新类型,即GS FLX titanium。
❖ 斯德哥尔摩瑞典团队首次提出一种新的测序方法，该方法 基于在聚合酶介导的脱氧核糖核苷酸合成过程中释放的焦 磷酸盐的化学检测来进行测定 (Nyren et al. 1993, Nyren 2007)，并且可以通过对释放的焦磷酸盐的检测进行即时 测序 (Ronaghi et al. 1998)。
❖ HT-NGS技术是当今基因组研究中最大的挑战之 一。
❖ 完全理解人类基因组变异的经济特征,对疾病的遗 传易感性 ,和药物反应的基因治疗将成为接下来 十年基因组学研究的核心目标。
引言
❖ 2011年是人类基因组测序十周年纪念。在这十年期间， 基因组测序领域取得了惊人的成就：包括人类基因组的解 码，新时期人类基因组研究程序方面技术的大幅进步，针 对个性化基因的研究，稀有变异体的发现及其基因的研究 ，利用基因测序来了解基因序列对癌症、哺乳动物进化和 人口结构的影响等。
第三代HT-NGS技术平台
❖ 前面讨论的第二代HT-NGS技术，原理基于PCR扩增DNA 片段，进而使光信号足够强可用CCD照相机来进行碱基 检查。尽管PCR扩增已经彻底改变了DNA分析,但在某些 情况下它可能引起碱基序列的错误或支持某些序列长度过 长,从而在扩增前存在各种基因片段的相对频率和吸光度 发生改变。为了克服这个问题 并将其最终小型化到纳米 级水平及最小的可使用的生化药品，如果序列可以从单个 DNA分子直接测定,而不需要PCR扩增这将是可以实现的 ，并且其潜在的丰度水平的失真也是可以避免的。对单个 DNA分子进行测序这一技术现被称为“第三代HT-NGS技 术 (Schadt et al. 2010)。 掠过先前的扩增步骤边合成边 测序的理念目前是大多数公司所追求的。
测序技术及基因组测序
报告组成员：杜聪聪 韩 栋 余轩韩东
汇 报 人： 韩 栋
摘要：
❖ 目前在人类和动物基因组学的研究领域，HT-NGS技术已 成为最热门的话题,与最复杂的基于Sanger方法的的毛细 管测序仪技术相比，它可以产生100倍以上甚至更多的数 据。随着高通量测序仪器的不断发展和现代生物信息学工 具的快速进步，仅用1000美元来进行个体基因组测序的预 定目标，在不久的将来似乎可以实现。自2005年以来的相 当短的时间范围内，HT-NGS技术正在通过染色质免疫沉 淀联合DNA微阵列（ChIP-chip）或测序（ChIP-seq）， RNA测序（RNA-seq），全基因组基因分型，全基因组结 构变异，基因组的从头装配和重装配，突变检测和载体筛 选，遗传紊乱和复杂人类疾病的检测，DNA文库制备，双 末端和基因组捕获，线粒体基因组的测序和个体基因组学 而变革人类和动物基因组研究。