2、下一代测序技术入门

下一代测序技术入门

1. 桑格测序的局限与应对方法

桑格测序法一次只能对约500 - 800个碱基长度的片段进行测序。然而，大多数基因和其他感兴趣的DNA序列都比这个长度要长。因此，需要一种方法先将较长的DNA分子分割成片段，对每个片段进行测序，然后再将它们拼接起来，形成连续的序列（即重叠群）。

其中一种方法是鸟枪法测序，它将长DNA片段随机剪切，然后进行克隆测序。之后，使用计算机程序通过寻找重叠部分来组装这些序列。但当产生数千到数百万个DNA片段时，寻找序列重叠部分是一项挑战，这就需要用到比对算法，早期在这一领域的著名算法有尼德曼 - 翁施算法和史密斯 - 沃特曼算法。

2. 下一代测序技术的兴起

人类基因组计划（HGP）的目标之一是推动DNA测序技术的进步。尽管HGP是用桑格测序法完成的，但在2001年第一个人类基因组草图公布之前，许多研究小组就已经在探索新的方法，以提高测序通量并降低成本。例如，纳米孔测序技术的发展可以追溯到1996年，当时研究人员对α - 溶血素进行了实验。

经过多年的实验，第二代DNA测序技术革命终于在2005年兴起，结束了桑格测序在市场上的主导地位。这场革命至今仍在继续，从引入下一代测序（NGS）技术后测序成本的迅速下降就可以看出这一点。

与第二次革命相关的测序技术有多种名称，包括第二代测序、NGS和高通量测序。虽然最恰当的称呼可能是高通量测序，但NGS似乎更常用于对这类技术进行分类，因此在本文中使用该术语。NGS技术指的是能够并行对大量DNA进行测序，并采用同步序列检测方法，总体上每个碱基的成本比桑格测序低得多的平台，包括454、ABI支持的寡核苷酸连接检测（SOLiD）、Illumin