牛津納米孔測(cè)序儀在美國(guó)人類遺傳學(xué)學(xué)會(huì)年會(huì)上公布技術(shù)參數(shù)

　　2014年的ASHG年會(huì)于10月18日開(kāi)始在圣地亞哥舉行，有幸親眼目睹了牛津納米孔公司MinIon的現(xiàn)場(chǎng)演示，技術(shù)之創(chuàng)新，令人震驚!21日下午，牛津納米孔公司特地在旁邊的Hardrockho舉行了一個(gè)小型的封閉式的技術(shù)說(shuō)明會(huì)，講解了納米孔的測(cè)試結(jié)果。

　　尺寸

　　MinION的尺寸之小，大大出乎我的意料，竟然只有一支筆的長(zhǎng)度，重大約100克，太神奇了。要知道，無(wú)論是Illumina,Pacbio，還是IonProton都是100斤以上大家伙。MinION*顛覆了測(cè)序儀的形象，從*眼看到MinION，我就覺(jué)得納米孔技術(shù)稱之為第四代基因測(cè)序儀，絲毫不為過(guò)。MinION直接通過(guò)USB鏈接到筆記本上，原始的電流信號(hào)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳到英國(guó)的服務(wù)器上，進(jìn)行Basecalling。

　　測(cè)序長(zhǎng)度

　　納米孔測(cè)序沒(méi)有測(cè)序長(zhǎng)度的說(shuō)法，因?yàn)樗?顛覆了測(cè)序讀長(zhǎng)的定義。事實(shí)上，它總是能夠完整的把一條DNA鏈從頭測(cè)到尾，因此它的測(cè)序讀長(zhǎng)就是DNA的長(zhǎng)度。的情況是，一整條染色體都可以從頭測(cè)完，但是一般來(lái)說(shuō)樣本制備時(shí)DNA會(huì)斷開(kāi)。根據(jù)UCSC報(bào)道的用戶使用的結(jié)果表面，一般讀出的reads平均為1kb-5kb，這個(gè)讀長(zhǎng)*是因?yàn)闃颖敬驍嗟搅诉@個(gè)尺寸。我看到zui長(zhǎng)的reads竟然長(zhǎng)達(dá)120kb，太神奇了!

　　測(cè)序速度

　　一個(gè)MinION有500個(gè)納米孔在并行測(cè)序，每個(gè)孔每秒測(cè)30bp，因此，要測(cè)到1G的數(shù)據(jù)，需要3天時(shí)間。

　　測(cè)序錯(cuò)誤率

　　納米孔測(cè)序錯(cuò)誤率非常高，高到現(xiàn)有的sequencealignment軟件都無(wú)法應(yīng)對(duì)。UCSC的生物信息學(xué)專家測(cè)試了BWA,Bowtie等等，每一種都不太適合。而測(cè)序錯(cuò)誤率也因軟件不同而相差巨大，如果一定要給個(gè)數(shù)字的話，大約為30%的錯(cuò)誤率。納米孔技術(shù)無(wú)法像pacbio一樣做環(huán)形測(cè)序，納米孔公司的人也承認(rèn)沒(méi)有找到大幅度降低錯(cuò)誤率的辦法。

　　樣本制備

　　樣本的制備有點(diǎn)讓人失望。原本吹噓說(shuō)是只要DNA提取出來(lái)就可以直接上機(jī)測(cè)序的，而事實(shí)上需要四步，zui短要90分鐘。分別為打斷，末端修復(fù)，ATailing和加接頭。這樣做的主要目的是降低DNA穿過(guò)納米孔的速度。

　　應(yīng)用

　　納米孔測(cè)序zui大zui有優(yōu)勢(shì)的應(yīng)用是什么?納米孔的CEO似乎也沒(méi)有想清楚。

　　首先，英國(guó)一所大學(xué)介紹了使用MinION的快速測(cè)序，能夠在二十分鐘內(nèi)檢測(cè)出沙門氏菌。在傳染病快速檢測(cè)方面有明顯優(yōu)勢(shì)。

　　其次：在人基因組復(fù)雜的區(qū)間，比如HLA，納米孔的超長(zhǎng)讀長(zhǎng)有很好的應(yīng)用。

　　第三：納米孔的長(zhǎng)片段測(cè)序和Illumina短序列測(cè)序相結(jié)合，方便基因組組裝。

　　但是，納米孔測(cè)序不適合做無(wú)創(chuàng)產(chǎn)前診斷，腫瘤基因突變，也不適合做新生兒遺傳性疾病篩查。

　　什么時(shí)候開(kāi)始銷售

　　目前尚無(wú)任何消息關(guān)于納米孔技術(shù)何時(shí)進(jìn)入市場(chǎng)，因?yàn)榧{米孔公司自己承認(rèn)技術(shù)還不成熟，生物信息學(xué)工具缺乏，不具備進(jìn)入市場(chǎng)的條件。納米孔公司的策略是，先給少數(shù)專業(yè)的實(shí)驗(yàn)室測(cè)試，鼓勵(lì)測(cè)試用戶開(kāi)發(fā)基于基于納米孔的測(cè)序應(yīng)用，開(kāi)發(fā)適合納米孔的生物信息學(xué)工具，這一過(guò)程也許需要2-3年，等這些條件具備之后再開(kāi)始市場(chǎng)銷售。

　　我在現(xiàn)場(chǎng)提交了資料，登記成為早期測(cè)試用戶，希望年底能拿到一個(gè)MinION回來(lái)試試看;今天下午思考了一個(gè)小時(shí)，拿到MinION之后，用來(lái)測(cè)什么樣本呢?如果各位讀者有什么好的建議，歡迎給我來(lái)信。

　　總結(jié)起來(lái)，納米孔技術(shù)產(chǎn)品的出現(xiàn)意味著第四代測(cè)序技術(shù)的誕生。但納米孔測(cè)序真正給基因組學(xué)研究和臨床應(yīng)用帶來(lái)重要的變化，還有非常長(zhǎng)的路要走。也許10年之后，我們能看到一個(gè)成熟的，快速，準(zhǔn)確的第四代測(cè)序。

作者：賀建奎