[发明专利]基于磁分离与高保真聚合酶校正功能的核酸序列分析方法

说明书

 

技术领域

本发明涉及核酸序列分析领域，特别是涉及一种基于磁分离与高保真聚合酶校正功能的核酸序列分析方法，所述核酸序列比由常规Sanger测序法所能分析的序列长度更长。

背景技术

生物的遗传信息由非常长的脱氧核糖核酸（DNA）分子组织成染色体的形式储存。在生物学研究中，DNA序列分析对于遗传信息的获取至关重要，是遗传学和基因组学发展的基础。基于测序技术的深入而全面的遗传学和基因组学研究可以应用于基础研究（基因功能鉴定、信号通路构建、系统生物学、生物进化、疾病机理研究等），也可以应用于临床领域（疾病预测、预防、早期诊断、个性化治疗等）。2000年6月26日，人类基因组工作草图由美国、英国、法国、德国、日本和中国科学家宣布基本完成，2002年2月又公布了“精细图”。这是基因组学研究领域的一个里程碑式的工作。随着人类基因组计划的实施，也推动了模式生物基因组的测序工作。目前，科学家已完成了水稻、家蚕、大鼠、小鼠、熊猫等多类物种的基因组测序。

自人类基因组测序完成，美国国立卫生研究院（National Institute of Health, NIH）便提供了“革命性基因组测序技术”（Revolutionary Genome Sequencing Technologies）项目基金，以开发革命性的DNA测序技术为目标，并随之推出了1000美元基因组计划，使得发展高通量、低成本、长读取长度的测序技术越来越受到关注，也预示着将来的测序技术不仅只作为一种科学研究的工具，而将发展成为一种产业，为人类的生活健康服务。

针对基因组测序，已发展了多种方法，最早可以追溯到20世纪50年代。1954年已经出现了关于测序技术的报导，即Whitfeld等用化学降解的方法测定多聚核糖核苷酸序列。 1975年至1977年间，Sanger等发明的双脱氧核苷酸（Dideoxyribonucleotide triphosphate，ddNTP）末端终止法和Gilbert等发明的化学降解法，标志着第一代测序技术的诞生，它帮助人们完成了从噬菌体基因组到人类基因组草图等大量的测序工作，但由于其存在成本高、速度慢等方面的不足，因此并不是最理想的测序方法。在此后三十几年的发展中陆续产生了第二代测序技术，包括Roche公司的454技术、Illumina公司的Solexa技术和ABI公司的SOLiD技术。与第一代技术相比，第二代测序技术不仅保持了高准确度，而且大大降低了测序成本并极大地提高了测序速度，但由于第二代测序技术产生的测序结果长度较短，比较适合对序列已知的基因组进行重新测序，在对全新的基因组进行测序时还需要结合第一代测序技术。近年，Helicos公司的单分子测序技术、Pacific Biosciences公司的单分子实时（Single Molecule Real Time，SMRT）测序技术和Oxford Nanopore Technologies公司正在研究的纳米孔单分子测序技术被认为是第三代测序技术。