技術(shù)文章
新一代測(cè)序技術(shù)新手手冊(cè)
閱讀:667 發(fā)布時(shí)間:2011-4-22
摘要: 作為生命科學(xué)領(lǐng)域的“圈內(nèi)人”,如果你還不知曉近期基因組測(cè)序的飛速發(fā)展,那你就實(shí)在太out了。。。這項(xiàng)技術(shù)在短短5年時(shí)間里,從一種令人仰望的技術(shù)變成了實(shí)驗(yàn)室里的常規(guī)操作,實(shí)力確實(shí)不可小窺。然而由于這一領(lǐng)域的發(fā)展速度飛快,因此一些新接觸的實(shí)驗(yàn)人員可能會(huì)感到茫然無(wú)措。幸運(yùn)的是,目前已經(jīng)有了一些免費(fèi)的,或者說(shuō)是低成本的多元化工具,以及活躍的用戶群,可以幫助我們解決其中的一些問(wèn)題。
生物通報(bào)道:作為生命科學(xué)領(lǐng)域的“圈內(nèi)人”,如果你還不知曉近期基因組測(cè)序的飛速發(fā)展,那你就實(shí)在太out了。。。這項(xiàng)技術(shù)在短短5年時(shí)間里,從一種令人仰望的技術(shù)變成了實(shí)驗(yàn)室里的常規(guī)操作,僅僅就去年一年時(shí)間,這項(xiàng)技術(shù)就應(yīng)用到了千人基因組計(jì)劃、人類(lèi)微生物計(jì)劃這兩項(xiàng)重要的研究項(xiàng)目中,識(shí)別了大量孟德?tīng)栠z傳疾病相關(guān)的基因,比如朱伯特綜合癥(Joubert Syndrome),米勒費(fèi)雪綜合癥(Miller Syndrome),還破解了蘋(píng)果,虱子,以及前段時(shí)間侵襲海地的霍亂弧菌的基因組,實(shí)力確實(shí)不可小窺。
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這項(xiàng)技術(shù),正如貝勒醫(yī)學(xué)院人類(lèi)基因組測(cè)序中心的資深研究人員Michael Metzker所說(shuō)的那樣,“從某種角度上來(lái)說(shuō),就像是PCR的早期階段”。然而由于這一領(lǐng)域的發(fā)展速度飛快,因此一些新接觸的實(shí)驗(yàn)人員可能會(huì)感到茫然無(wú)措:雖然這些研究人員都具有實(shí)體測(cè)序?qū)嶒?yàn)操作經(jīng)驗(yàn),但是如何處理獲得的龐大數(shù)據(jù)是一個(gè)巨大挑戰(zhàn)。
進(jìn)行基因組研究的一條法則就是每一塊花在測(cè)序硬件上的銅板都必需有同等信息數(shù)據(jù)上的回報(bào),像美國(guó)哈佛和MIT的Broad研究院,或者英國(guó)的Sanger研究院這樣的大型研究所中的研究人員也許對(duì)此并不是很在意,但是對(duì)于一般的科研人員來(lái)說(shuō),在基礎(chǔ)設(shè)備和試劑之外的花銷(xiāo)常常是超出預(yù)算的。
幸運(yùn)的是,目前已經(jīng)有了一些免費(fèi)的,或者說(shuō)是低成本的多元化工具,以及活躍的用戶群,可以幫助我們解決其中的一些問(wèn)題,包括大部分新手都會(huì)提的一個(gè)問(wèn)題——從那兒開(kāi)始?以下的這些測(cè)序?qū)<視?huì)從這一zui常見(jiàn)的新手問(wèn)題開(kāi)始,一一幫助我們解答疑惑。
注釋?zhuān)?/p>
千人基因組計(jì)劃
“千人基因組計(jì)劃”自2008年啟動(dòng),旨在繪制迄今為止zui詳盡、zui有醫(yī)學(xué)應(yīng)用價(jià)值的人類(lèi)基因組遺傳多態(tài)性圖譜。這一合作計(jì)劃的主要發(fā)起者和承擔(dān)者包括英國(guó)的Sanger研究所,中國(guó)的深圳華大基因研究院(BGI Shenzhen),以及美國(guó)的國(guó)立衛(wèi)生研究院(NIH)下屬的美國(guó)人類(lèi)基因組研究所(NHGRI)。
人類(lèi)微生物計(jì)劃
人類(lèi)微生物組計(jì)劃是人類(lèi)基因組計(jì)劃的延伸,它研究的重點(diǎn)是通過(guò)元基因組學(xué)的方法研究人體內(nèi)(表)的微生物菌群結(jié)構(gòu)變化與人體健康的關(guān)系。
人體內(nèi)有兩個(gè)基因組,一個(gè)是從父母那里遺傳來(lái)的人基因組,編碼大約2.5萬(wàn)個(gè)基因;另一個(gè)則是出生以后才進(jìn)入人體、特別是腸道內(nèi)的多達(dá)1000多種的共生微生物,其遺傳信息的總和叫“微生物組”,也可稱為“元基因組”,它們所編碼的基因有100萬(wàn)個(gè)以上。兩個(gè)基因組相互協(xié)調(diào)、和諧一致,保證了人體的健康。因此,在研究基因與人體健康關(guān)系時(shí),一定不能忽略共生微生物基因的研究。
人類(lèi)基因組計(jì)劃在2003年完成以后,許多科學(xué)家已經(jīng)認(rèn)識(shí)到解密人類(lèi)基因組基因并不能*掌握人類(lèi)疾病與健康的關(guān)鍵問(wèn)題,因?yàn)槿祟?lèi)對(duì)自身體內(nèi)存在的巨大數(shù)量的,與人體共生的微生物菌群幾乎一無(wú)所知。人體內(nèi)微生物細(xì)胞的數(shù)量是人體內(nèi)細(xì)胞數(shù)量的10倍,初步的研究顯示其所含基因數(shù)目的總和是人類(lèi)基因組所含基因數(shù)目總和的100倍。但是,由于傳統(tǒng)微生物學(xué)研究方法的局限,對(duì)生活在自己體內(nèi)的95%以上的微生物沒(méi)有任何研究數(shù)據(jù)。
朱伯特綜合癥(Joubert Syndrome)、米勒綜合癥(Miller Syndrome)
Joubert Syndrome患者因小腦蚓部(cerebellar vermis)和腦干部分發(fā)育不良或畸形,而有程度不一的病癥出現(xiàn);包括缺乏肌肉控制力、呼吸過(guò)強(qiáng)(hypernea)、眼睛和舌頭運(yùn)動(dòng)異常、和腎臟方面等問(wèn)題。病癥的嚴(yán)重程度不一可能因基因修飾者的存在而影響疾病嚴(yán)重和表現(xiàn)程度。Miller Syndrome是指軸后面骨發(fā)育不全。
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