1、下一代测序技术：从历史到应用

下一代测序技术：从历史到应用

1. DNA测序的重要性与早期发展

生命的奥秘蕴含在DNA序列之中。1962年，詹姆斯·沃森、弗朗西斯·克里克和莫里斯·威尔金斯因发现脱氧核糖核酸（DNA）的结构及其在生物信息传递中的重要性，共同获得了诺贝尔生理学或医学奖。DNA通过腺嘌呤（A）、胸腺嘧啶（T）、鸟嘌呤（G）和胞嘧啶（C）这四种碱基的排列来调控生命活动，这些碱基的线性序列构成了生命的“语言”，每三个碱基组成一个密码子，指定一种氨基酸。1968年，罗伯特·W·霍利、哈尔·戈宾德·科拉纳和马歇尔·W·尼伦伯格因破解遗传密码谜题而获得诺贝尔生理学或医学奖，人们由此了解到密码子集合如何指导蛋白质的合成。

自DNA结构和遗传密码被发现以来，解读DNA序列的意义一直是众多科学家探索生命奥秘的重要任务。而读取DNA序列是解读其意义的前提，因此，开发更先进的DNA测序工具成为了竞争激烈的领域。

2. 第一代DNA测序技术

在20世纪70年代，DNA测序技术迎来了第一次革命，主要有两种竞争方法：桑格测序法（Sanger sequencing method）和马克萨姆 - 吉尔伯特测序法（Maxam–Gilbert sequencing method）。随着时间的推移，桑格测序法及其改进版本越来越受欢迎，逐渐掩盖了其他方法，直到2005年左右，下一代测序（NGS）技术开始崛起。

1977年，桑格及其同事使用他们的测序方法成功对第一个基于DNA的基因组——φX174噬菌体进行了测序，该基因组约有5375个碱基对，这一发现标志着基因组学时代的开始。

最初的桑格测序法在1975年采用两阶段DNA合成反应：
- 第一阶段