新一代測序技術(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單的PCR來舉例說明一下。

如果你想對1000個基因（約7000個外顯子）進(jìn)行測序，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（注：本文列出的價(jià)格均為人民幣）。另外，7000個PCR反應(yīng)的費(fèi)用姑且算作3.5萬元。那么，僅僅是PCR這部分，費(fèi)用就蹭地升到了18萬左右。這還只是試劑的費(fèi)用，人工呢？設(shè)計(jì)7000對引物，這可不是一般的工作量，每天設(shè)計(jì)100對，天天無休，也得兩個月啊。還有痛苦的PCR過程，不出差錯都要偷笑了。難怪有些機(jī)構(gòu)買了新一代測序儀，卻遲遲不敢開動。

看了這段話，估計(jì)有些想躍躍欲試的研究者開始泄氣了。不過，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、人力和時間。

NimbleGen序列捕獲芯片可是天字第一號，專門用于解決測序時樣品制備的瓶頸。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似，不過據(jù)羅氏的專家介紹，探針的長度會稍長一些。至于探針的具體信息，那就是NimbleGen的專利了，外人不得而知。捕獲過程也很簡單：基因組DNA被打斷，然后與定制的序列捕獲芯片雜交，沒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)行高通量測序了。

NimbleGen序列捕獲芯片的優(yōu)勢：

定向捕獲基因組目標(biāo)區(qū)  目前一塊芯片最長可捕獲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)域提供了對照基因座富集水平的定量測定方法。

你說，我捕獲  每個人感興趣的區(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)的基因組長片段、全外顯組或其他任何區(qū)域。

省錢、省時又省事  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序的所有目標(biāo)區(qū)域。與PCR方法相比真是省錢、省時又省事。

至于它的表現(xiàn)如何，我們讓paper來說話。貝勒醫(yī)學(xué)院是它的早期用戶之一。Albert等人研究表明，序列捕獲方法較之于以前的PCR方法是一種更簡單、更精準(zhǔn)、更高效、更經(jīng)濟(jì)的方法。通過一次實(shí)驗(yàn)，超過6,700個外顯子可以被同時富集并分析，相當(dāng)于達(dá)到5百萬個堿基對的連續(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個月的時間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個外顯子，基因組編碼區(qū)域和鄰近剪接位點(diǎn)的長度達(dá)44 Mb。捕獲的片斷在測序中產(chǎn)生了109 Mb的序列讀長。目標(biāo)外顯子的平均富集度為237倍，超過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。大的基因座的測序是發(fā)現(xiàn)和分析SNP及其分布的好方法。未來還可能應(yīng)用在對重要的植物基因組分析上，例如分析數(shù)量性狀位點(diǎn)。選擇性富集也是對大規(guī)模基因群測序時的必經(jīng)之路，如毒性研究、代謝信號基因群和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，那真是趕上好時機(jī)了。現(xiàn)在羅氏攜手國家人類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。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3萬多塊，就輕松完成了以前十幾萬才能完成的工作。再加上后面的454測序服務(wù)也只需13萬元。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序結(jié)果。最短的時間，最小的投入，實(shí)現(xiàn)發(fā)頂級雜志的夢想。

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）