picbio三代测序原理
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三代测序之PacBio SMRT技术全解析
2017-05-11 11:29 来源:
气温回升,天气渐暖, 花儿开了一簇又一簇~ 在这美好的季节里, 我们准备聊点新话题。 今天小编要来和你分享: PacBio SMRT测序那些事儿~
测序技术在近几年中又有里程碑的发展,Pacific Biosciences公司成功推出商业化的第三代测序仪平台,让三代测序正式走入我们的视线。与前两代相比,第三代测序有什么不同呢今天小编带大家详细了解测序界新宠-PacBio SMRT测序平台。
PacBio SMRT测序原理
Pacific Biosciences公司研发的单分子实时测序系统(Single Molecule Real Time,SMRT)应用了边合成边测序的原理,并以SMRT芯片为测序载体。基本原理如下: 聚合酶捕获文库DNA序列,锚定在零模波导孔底部 4种不同荧光标记的dNTP随机进入零模波导孔底部 荧光dNTP被激光照射,发出荧光,检测荧光
荧光dNTP与DNA模板的碱基匹配,在酶的作用下合成一个碱基 统计荧光信号存在时间长短,区分匹配碱基与游离碱基,获得DNA序列 酶反应过程中,一方面使链延伸,另一方面使dNTP上的荧光基团脱落 聚合反应持续进行,测序同时持续进行 PacBio SMRT测序原理
PacBio SMRT的单分子测序和超长读长是如何实现的我们重点看一下该技术的两点关键创新:分别是零模波导孔(zero-mode waveguides, ZMWs)和荧光标记在核苷酸焦磷酸链上(Phospholinked nucleotides)。
SMRT Cell含有纳米级的零模波导孔,每个ZMW都能够包含一个DNA聚合酶及一条DNA样品链进行单分子测序,并实时检测插入碱基的荧光信号。ZMW是一个直径只有10~50 nm的孔,当激光打在ZMW底部时,只能照亮很小的区域,DNA聚合酶就被固定在这个区域。只有在这个区域内,碱基携带的荧光基团被激活从而被检测到,大幅地降低了背景荧光干扰。 SMRT Cell和ZMWs
将荧光染料标记在核苷酸的磷酸链而不是碱基上,当核苷酸掺入到新生的链中,标记基团就会自动脱落,减少了DNA合成的空间位阻,维持DNA链连续合成,延长了测序读长。SMRT测序最大限度地保持了聚合酶的活性,是最接近天然状态的聚合酶反应体系。 荧光标记在焦磷酸链上的核苷酸 PacBio SMRT测序送样要求 PacBio SMRT测序建库流程
DNA打断之后,经过末端修复、接头连接、片段筛选、杂交测序引物和聚合酶绑定,即可出库准备上机测序,建库过程无PCR反应。 PacBio SMRT建库流程 PacBio SMRT技术特点
PacBio SMRT技术有两种测序平台,RSⅡ和Sequel,应该如何选择小编已将二者的对比表准备好啦~ 表3 RSⅡ和Sequel测序平台比较
Sequel平台与RSII平台相比具有很大的优势,Sequel平台测序通量高、单Gb数据成本低、周期短。
1. 第三代基因测序技术又被为\
ng\(单分子实时DNA测序技术),该方法基于纳米孔的单分子读取技术,不需要扩增即可快速读取序列。目前,Pacific Biosciences公司已经成功推出了商业化的第三代测序仪PacBio RS平台,使得第三代测序正式走入人们的视角。 PacBio RS II是Pacific Biosciences公司研发的单分子实时测序系统(Single Molecule Real Time, SMRT),其专利的SMRT Cell含有15,000个纳米级的零模波导孔(zero-mode waveguides, ZMWs),每个ZMW都能够包含一个DNA聚合酶及一条DNA样品链进行单分子测序,并实时检测插入碱基的荧光信号。
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技术特点