科普 I 三代基因测序技术及发展应用

　　基因测序指通过测序设备分析生物样本(组织、细胞、血液样本等)的 DNA碱基序列信息，测序技术并解读这些信息应用于生命调控机制研究、疾病发病机理研究、临床医学诊断、个体化用药指导等领域。

　　基因测序技术的发展历史，是效率、通量和成本的变革历史，促进了基因测序的普及，对生命科学和医学研究起到重大推动作用，也使得大规模商业化的应用变为可能。从 Sanger 测序法发明以来，基因测序的发展大致历经三个发展阶段：

　　第一代测序：

　　1977 年Sanger发明了双脱氧核糖核酸链末端终止法，自上世纪 90 年代起，大量基因测序均采用半自动化毛细管电泳Sanger测序法。

　　该测序方法的主要步骤和原理如下：

　　DN**段扩增：将碎片化的DNA连接到质粒载体中，跟随质粒进行自我复制;

　　循环测序：加入一定比例带有荧光标记的、可以用来中断DNA合成反应的反应物，DNA复制过程中在任一位置都有可能终止，经历大量循环合成后将形成长短不同的、带末端标记的DNA链;

　　凝胶电泳：通过凝胶电泳，DNA链将根据长短次序依次排开，利用放射自显影各链末端的荧光标记，实现DNA序列读取。

　　该技术的突出优势是长度长及高准确性，一次读取 DNA 片段长度可1,000bp，准确率可到 99.99%;但测序通量低，耗时长，成本高，因此应用范围有限。

　　目前该技术主要用于单基因病多外显子的测序或者少量基因多位点的检测，以及验证高通量测序中出现的阳性结果。

　　虽然其他测序技术有很大的通量，但基于 Sanger 原理的毛细管电泳测序仍是超高精度测序的金标准，目前其他新发展的测序技术结果都必须应用 Sanger测序技术对其结果进行认证。因此，该测序技术尚未完全被取代。