納米孔測序首次實現1Mb的讀長

　　高通量測序的產量讓人驚嘆不已，但讀長卻屢屢遭人詬病。不過，從100 bp到1 kb，讀長始終在進步。近日，測序界傳來了一個激動人心的消息，澳大利亞Garvan研究所的研究人員利用Oxford Nanopore測序技術實現了> 1 Mb的讀長，這堪稱測序歷史上的一個里程碑。

　　Kinghorn臨床基因組學中心的Martin Smith博士在Twitter上宣布了這一消息。在他的帶領下，研究團隊首次對長度超過1 Mb的DNA片段進行了測序。此片段來自19號染色體，長度為1.015 Mb。

　　有人形象地描繪了這個測序過程：如果將納米孔比作你的拳頭大小，那么通過納米孔的1 Mb DNA鏈就相當于3.2 公里。哇，幾乎相當于跑了一個迷你馬拉松啊。

　　傳統的短讀長測序技術提供的數據難以組裝成完整的基因組或數據集，這就像1000塊的拼圖，拼裝起來極具挑戰性。嚴格來說，納米孔測序技術沒有讀長的概念，因為它能夠將一條DNA片段從頭測到尾。不過，受制于樣本制備，研究人員大多測序10 kb至100 kb的片段。

　　在測序1 Mb的片段時，Smith博士無疑遇到了不少挑戰，但DNA提取和樣本制備是最困難的一步。即使是簡單的移液，長度超過100 kb的DNA分子也可能被剪切。高分子量DNA樣本會形成一大塊凝膠樣物質，而不再是液體，因此測量濃度也很困難。另外，數據分析也是挑戰，因為大多數軟件工具都是為短讀長而開發的。

　　不過，在克服了重重挑戰之后，研究人員最終完成了超長DNA片段的測序。他們表示，讀取的質量并沒有因超長而受到影響。未修正的序列與人類參考序列有90%是相同的。需要特別指出的是，天然的DNA分子包含甲基化的核苷酸，這在將原始電子信號轉換為核苷酸序列的過程中沒有考慮進去，因此可能導致錯誤的堿基檢出。

　　現在，有了這些超長的序列，人們能夠更輕松地組裝基因組，解析那些復雜的區域，甚至是之前無法測序的區域。Smith博士認為，納米孔測序在本質上與光學測序不同，更易獲得，也更有趣。當然，他認為其他類型的測序仍將發揮很大的作用，各種技術可以相得益彰，需要結合使用。

　　Smith博士領導的研究團隊專注于評估各種新興技術，包括單細胞測序、表觀遺傳學和宏基因組學。此次測序1 Mb的DNA片段也是為了解析與癌癥相關的neochromosome（畸形染色體）的序列和結構，它包括幾百個DNA片段拼接起來的異常基因組序列。未來，他認為更長片段（如2 Mb）的測序也將指日可待。