高通量、低成本的DNA測序成為后基因組時代的挑戰(zhàn)之一。而單分子測序正承載著人們的殷切期望。近日，來自法國、西班牙和美國的研究人員在《Nature Methods》雜志上發(fā)表了機械法單分子測序平臺的原理論證文章。

Sanger測序技術在DNA測序領域統(tǒng)治了近20年。人們對更快速更廉價測序方法的需求催生了其他技術的發(fā)展。近幾年，新一代測序技術蓬勃發(fā)展，呈現(xiàn)百花齊放的態(tài)勢。它們大規(guī)模并行監(jiān)控DNA聚合酶或連接酶介導的熒光標記核苷酸的摻入。然而，由于讀長有限，且預擴增步驟復雜，易引入偏向，第三代測序技術應運而生。

通過直接監(jiān)控熒光標記核苷酸在單分子鏈上的摻入，第三代測序平臺摒棄了預擴增，并實現(xiàn)了更長的讀長。然而，這些單分子測序方法的不足之處是標記核苷酸的成本高，且錯誤率高（4-15%），因為其信噪比低，不檢測或錯誤檢測熒光信號。

在這篇文章中，作者們介紹了一種全新單分子鑒定和測序方法的原理論證，這種方法不依靠熒光，而依靠對DNA發(fā)夾延伸的測定，也就是說，它測定DNA發(fā)夾上與表面錨定的一端以及與磁珠結(jié)合的一端之間的距離。

研究人員將結(jié)合有DNA發(fā)夾的磁珠拉到表面，分子可解鏈。在這種開放狀態(tài)下，它可與互補的寡核苷酸雜交，當拉力減小時這瞬間阻斷了發(fā)夾解鏈。通過測定表面與磁珠之間的距離，您可以確定雜交的位置，這有著近乎單分子的精確度。這種方法可用于片段混合物中序列已知的DNA片段的鑒定，也可通過雜交或連接對未知的DNA片段進行測序。

作者認為，這種方法的主要優(yōu)勢在于檢測到信號的性質(zhì)，即DNA發(fā)夾的延伸。這種測定提供了連續(xù)信號，而不是大部分熒光方法的二元（on或off）信號。他們通過了非熒光成像和標準照相機實現(xiàn)了信號，成本應比現(xiàn)有方法低。此外，連續(xù)延伸信號的信息量比熒光信號更大。序列的雜交模式，而不僅僅是雜交存在，可作為DNA序列的指紋。