新一代測(cè)序技術(shù)之所以迷人，是因?yàn)樗�一次運(yùn)行幾天就完成了我們?nèi)舾扇巳舾赡瓴拍芡瓿傻娜蝿?wù)。不過(guò)在其風(fēng)光的外表之下，也有著不為人知的艱辛。運(yùn)行費(fèi)用太高，這讓眾多想吃螃蟹的研究人員只能望而興嘆。連最知名的Sanger研究院都有些吃不消，更何況一般的研究人員。我們以前處理中最簡(jiǎn)單的PCR來(lái)舉例說(shuō)明一下。

如果你想對(duì)1000個(gè)基因（約7000個(gè)外顯子）進(jìn)行測(cè)序，那么你首先要設(shè)計(jì)并合成14000條PCR引物，擴(kuò)增出目的片斷。以每條引物10元的最優(yōu)惠價(jià)格計(jì)算，這部分的費(fèi)用大約是14萬(wàn)（注：本文列出的價(jià)格均為人民幣）。另外，7000個(gè)PCR反應(yīng)的費(fèi)用姑且算作3.5萬(wàn)元。那么，僅僅是PCR這部分，費(fèi)用就蹭地升到了18萬(wàn)左右。這還只是試劑的費(fèi)用，人工呢？設(shè)計(jì)7000對(duì)引物，這可不是一般的工作量，每天設(shè)計(jì)100對(duì)，天天無(wú)休，也得兩個(gè)月啊。還有痛苦的PCR過(guò)程，不出差錯(cuò)都要偷笑了。難怪有些機(jī)構(gòu)買(mǎi)了新一代測(cè)序儀，卻遲遲不敢開(kāi)動(dòng)。

看了這段話(huà)，估計(jì)有些想躍躍欲試的研究者開(kāi)始泄氣了。不過(guò)，科技的魅力就在于其不斷創(chuàng)新，生命科學(xué)尤其如此。這不，羅氏公司屬下NimbleGen公司就推出了全新的解決方案。只需1塊NimbleGen革命性的序列捕獲芯片，就能靶定上面7000個(gè)外顯子，一步完成富集步驟，極大地節(jié)省了費(fèi)用、人力和時(shí)間。

NimbleGen序列捕獲芯片可是天字第一號(hào)，專(zhuān)門(mén)用于解決測(cè)序時(shí)樣品制備的瓶頸。這種芯片可以量身定制，能捕獲連續(xù)或分散的基因組區(qū)域，靈活性非常高。

NimbleGen序列捕獲芯片的原理與一般的芯片類(lèi)似，不過(guò)據(jù)羅氏的專(zhuān)家介紹，探針的長(zhǎng)度會(huì)稍長(zhǎng)一些。至于探針的具體信息，那就是NimbleGen的專(zhuān)利了，外人不得而知。捕獲過(guò)程也很簡(jiǎn)單：基因組DNA被打斷，然后與定制的序列捕獲芯片雜交，沒(méi)有雜交上的片斷被洗掉。富集的目標(biāo)群體隨后被洗脫并擴(kuò)增，就能用GS FLX進(jìn)行高通量測(cè)序了。

NimbleGen序列捕獲芯片的優(yōu)勢(shì)：

定向捕獲基因組目標(biāo)區(qū)  目前一塊芯片最長(zhǎng)可捕獲5 MB的指定基因組區(qū)域，特異性和覆蓋度都很高。

數(shù)據(jù)可靠  芯片上包含了對(duì)照探針，用于驗(yàn)證系統(tǒng)的性能。基于已知、獨(dú)特的基因座，這些目標(biāo)區(qū)域提供了對(duì)照基因座富集水平的定量測(cè)定方法。

你說(shuō)，我捕獲  每個(gè)人感興趣的區(qū)域都不一樣，只要你選擇出想要捕獲的區(qū)域，Roche NimbleGen就會(huì)設(shè)計(jì)并合成一塊定制的序列捕獲芯片。捕獲區(qū)域可以是連續(xù)或非連續(xù)的基因組長(zhǎng)片段、全外顯組或其他任何區(qū)域。

省錢(qián)、省時(shí)又省事  有了這塊芯片，什么引物設(shè)計(jì)、PCR，都拋到腦后吧，一次就得到了可直接用于測(cè)序的所有目標(biāo)區(qū)域。與PCR方法相比真是省錢(qián)、省時(shí)又省事。

至于它的表現(xiàn)如何，我們讓paper來(lái)說(shuō)話(huà)。貝勒醫(yī)學(xué)院是它的早期用戶(hù)之一。Albert等人研究表明，序列捕獲方法較之于以前的PCR方法是一種更簡(jiǎn)單、更精準(zhǔn)、更高效、更經(jīng)濟(jì)的方法。通過(guò)一次實(shí)驗(yàn)，超過(guò)6,700個(gè)外顯子可以被同時(shí)富集并分析，相當(dāng)于達(dá)到5百萬(wàn)個(gè)堿基對(duì)的連續(xù)基因組區(qū)域。如果利用以前的方法，則可能需要耗費(fèi)至少6個(gè)月的時(shí)間1。Okou等在1.7 Mb的區(qū)域中捕獲>300 kb的編碼區(qū)域。隨后重測(cè)序的堿基檢出率為99.1%，準(zhǔn)確率為99.81%2。Hodges等用7塊芯片總共捕獲了204,490個(gè)外顯子，基因組編碼區(qū)域和鄰近剪接位點(diǎn)的長(zhǎng)度達(dá)44 Mb。捕獲的片斷在測(cè)序中產(chǎn)生了109 Mb的序列讀長(zhǎng)。目標(biāo)外顯子的平均富集度為237倍，超過(guò)50%產(chǎn)生了序列數(shù)據(jù)3。

序列捕獲芯片能應(yīng)用在外顯子區(qū)域、大的基因座和候選基因群重測(cè)序上。許多疾病如癌癥、心血管疾病、代謝失調(diào)等都涉及多個(gè)基因。選擇性地富集基因組編碼區(qū)域有助于我們了解復(fù)雜的遺傳疾病。大的基因座的測(cè)序是發(fā)現(xiàn)和分析SNP及其分布的好方法。未來(lái)還可能應(yīng)用在對(duì)重要的植物基因組分析上，例如分析數(shù)量性狀位點(diǎn)。選擇性富集也是對(duì)大規(guī)模基因群測(cè)序時(shí)的必經(jīng)之路，如毒性研究、代謝信號(hào)基因群和ADME藥物基因組學(xué)分析。

在了解了它的性能后，你一定更關(guān)心它的價(jià)格。如果你現(xiàn)在定制，那真是趕上好時(shí)機(jī)了。現(xiàn)在羅氏攜手國(guó)家人類(lèi)基因組南方研究中心推出“珠聯(lián)璧合，傾情回饋”的特價(jià)活動(dòng)。如果你只需序列捕獲的服務(wù)，目前芯片的優(yōu)惠價(jià)為24750元，而設(shè)計(jì)的費(fèi)用為8250元。只需3萬(wàn)多塊，就輕松完成了以前十幾萬(wàn)才能完成的工作。再加上后面的454測(cè)序服務(wù)也只需13萬(wàn)元。你提供21ug的基因組DNA，并標(biāo)明想要捕獲的區(qū)域就OK了，交付給你的是最終的測(cè)序結(jié)果。最短的時(shí)間，最小的投入，實(shí)現(xiàn)發(fā)頂級(jí)雜志的夢(mèng)想。

1. Albert TJ, et al. “Direct selection of human genomic loci by microarray hybridization,” Nature Methods 2007 Nov; 4(11):903-5.

2. Okou DT, et al. “Microarray-based genomic selection for high-throughput resequencing,” Nature Methods 2007 Nov; 4(11):907-9.

3. Hodges E, et al. “Genome-wide in situ exon capture for selective resequencing,” Nature Genetics 2007 Dec; 39(12):1522-7.

（生物通 余亮）