第二代測序技術(shù)的核心思想是邊合成邊測序(Sequencing by Synthesis),即通過捕捉新合成的末端的標(biāo)記來確定DNA的序列,現(xiàn)有的技術(shù)平臺主要包括Roche/454 FLX、Illumina/Solexa Genome Analyzer和Applied Biosystems SOLID system。
DNA測序(DNA sequencing)作為一種重要的實(shí)驗(yàn)技術(shù),在生物學(xué)研究中有著廣泛的應(yīng)用。早在DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)(Watson and Crick,1953)被發(fā)現(xiàn)后不久就有人報(bào)道過DNA測序技術(shù),但是當(dāng)時(shí)的操作流程復(fù)雜,沒能形成規(guī)模。隨后在1977年Sanger發(fā)明了具有里程碑意義的末端終止測序法,同年A.M.Maxam和W.Gilbert發(fā)明了化學(xué)降解法。Sanger法因?yàn)榧群啽阌挚焖伲⒔?jīng)過后續(xù)的不斷改良,成為了迄今為止DNA測序的主流。然而隨著科學(xué)的發(fā)展,傳統(tǒng)的Sanger測序已經(jīng)不能完全滿足研究的需要,對模式生物進(jìn)行基因組重測序以及對一些非模式生物的基因組測序,都需要費(fèi)用更低、通量更高、速度更快的測序技術(shù),第二代測序技術(shù)(Next-generation sequencing)應(yīng)運(yùn)而生。這三個(gè)技術(shù)平臺各有優(yōu)點(diǎn),454 FLX的測序片段比較長,高質(zhì)量的讀長(read)能達(dá)到400bp;Solexa測序性價(jià)比最高,不僅機(jī)器的售價(jià)比其他兩種低,而且運(yùn)行成本也低,在數(shù)據(jù)量相同的情況下,成本只有454測序的1/10;SOLID測序的準(zhǔn)確度高,原始堿基數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確度大于99.94%,而在15X覆蓋率時(shí)的準(zhǔn)確度可以達(dá)到99.999%,是目前第二代測序技術(shù)中準(zhǔn)確度最高的。雖然第二代測序技術(shù)的工作一般都由專業(yè)的商業(yè)公司來完成,但是了解測序原理、操作流程等會對后續(xù)的數(shù)據(jù)分析有很重要的作用,下文將以Illumina/Solexa Genome Analyzer 測序?yàn)槔?,簡述第二代測序技術(shù)的基本原理、操作流程等方面。