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新方法可帮助袖珍型DNA测序仪获得近乎完美的准确性

2021-01-18 02:27:09  

研究人员发现了一种简单的方法,可以消除由广泛使用的便携式DNA测序仪产生的几乎所有测序错误,这可能使实验室外的科学家能够更有效地研究和跟踪SARS-CoV-2病毒等微生物。

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使用特殊的分子标签,该团队能够将Oxford Nanopore Technologies的MinION设备的错误率降低5%至15%,甚至不到0.005%,即使一次对许多长片段的DNA进行测序也是如此。

不列颠哥伦比亚大学土木工程学助理教授,该研究的主要作者之一瑞安·齐尔斯(Ryan Ziels)说:“ MinION摆脱了大型实验室的限制,使DNA测序摆脱了基因组学领域的革命。”这周在《自然方法》中。“但是直到现在,由于开箱即用的错误率相当高,研究人员一直无法在许多设置中使用该设备。”

基因组序列可以揭示有关生物体的很多信息,包括其身份,其祖先及其优势和脆弱性。科学家利用这些信息可以更好地了解生活在特定环境中的微生物,并开发诊断工具和治疗方法。但是,如果没有精确的便携式DNA测序仪,则在野外或在较小的实验室中进行研究时,可能会遗漏关键的遗传细节。

因此,Ziels和他在奥尔堡大学的合作者创建了一个独特的条形码系统,该系统可使诸如MinION之类的长读DNA测序平台的准确度提高1000倍以上。用这些条形码标记目标分子后,研究人员照常进行-使用标准PCR技术扩增标记的分子或对其进行多次复制,并对所得的DNA进行测序。

然后,研究人员可以使用条形码轻松识别测序数据中的相关DNA片段并将其分组,从而最终从比常规技术处理时间长10倍的片段中产生近乎完美的序列。更长的DNA延伸片段甚至可以检测出微小的遗传变异,并以高分辨率解析基因组。

Ziels说:“这种方法的美丽之处在于它适用于任何可以扩增的目的基因,” Ziels的团队已经制定了用于通过开放源代码存储库处理测序数据的代码和协议。“这意味着它在高精度和远程基因组信息相结合的任何领域都非常有用,例如癌症研究,植物研究,人类遗传学和微生物组科学。”

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