快速的DNA測(cè)序有可能很快成為每個(gè)人醫(yī)療記錄的例行工作的一部分，揭示出過(guò)去隱藏在人類基因組30億個(gè)核苷酸堿基中的龐大的信息?！犊茖W(xué)》（Science）雜志介紹了在測(cè)序技術(shù)方面的一些最新的進(jìn)展。

上接：Science：測(cè)序技術(shù)的新發(fā)展

Lindsay的技術(shù)依賴于讀取的一對(duì)金電極之間捕獲的一個(gè)DNA核苷酸組成的小電路中的電流。這些跨過(guò)納米孔的電極是通過(guò)使掃描隧道顯微鏡（STM）針尖（tip）功能化制造而成，帶有能夠結(jié)合單個(gè)DNA堿基的分子，這些分子通過(guò)納米孔伸出它們的頭部。

Lindsay用Recognition Tunneling命名了他的測(cè)序方法，其依賴于帶有傳感化合物的兩個(gè)電極其中的一個(gè)來(lái)識(shí)別孔道，另一個(gè)帶有核苷酸靶標(biāo)的電極被感知。當(dāng)傳感化合物和靶向自組裝（self-assembles）連接起來(lái)就會(huì)生成一個(gè)信號(hào)關(guān)閉電流。

在這種類型的連接中，分離電極的長(zhǎng)度下降到分子尺度，電子可以表現(xiàn)出與量子亞原子世界相關(guān)的異常行為，在經(jīng)典物理學(xué)禁止的情況下通過(guò)障礙物。在這種情況下，4個(gè)核苷酸的每一個(gè)應(yīng)該會(huì)生成一個(gè)標(biāo)記穿孔電流，當(dāng)DNA通過(guò)納米孔時(shí)可用于對(duì)DNA逐個(gè)堿基測(cè)序。短暫捕獲每個(gè)堿基給予了進(jìn)行準(zhǔn)確鑒別的時(shí)間，隨后被釋放，DNA絲狀物繼續(xù)在孔道中移行。

用穿孔電流替代離子電流有可能相當(dāng)大地提高測(cè)序分辨率，在最新的研究中，Lindsay小組證實(shí)多參數(shù)分析穿孔生成的電流尖脈沖確實(shí)能夠通過(guò)功能化電極間的氫鍵（hydrogen bonding）短暫阻止每一個(gè)DNA堿基，從而鑒別它。

除了以超過(guò)90%的準(zhǔn)確率精確指出核苷酸的特性，該技術(shù)該可以鑒別出環(huán)境基因修飾例如甲基化。這代表測(cè)序的一個(gè)重大的進(jìn)步，因?yàn)檫@一對(duì)于基因組的表觀遺傳學(xué)修飾對(duì)于研究人類健康與疾病，包括胚胎和產(chǎn)后發(fā)育以及癌癥均具有深遠(yuǎn)的意義。

論文還描述了一種分析穿孔信號(hào)的新方法。Lindsay研究小組利用了機(jī)器學(xué)習(xí)來(lái)訓(xùn)練計(jì)算機(jī)識(shí)別DNA堿基。這種機(jī)器可讀取四個(gè)堿基（A,T, C和G）以及攜帶表觀遺傳學(xué)代碼的“第5堿基”——甲基，在單分子讀值上具有96%的準(zhǔn)確率。

Lindsay 說(shuō)：“Oxford Nanopore在利用離子電流進(jìn)行納米孔測(cè)序上取得了巨大的突破，在Science雜志的NEWSFOCUS故事中進(jìn)行了聚焦。但是我們認(rèn)為Recognition Tunneling.的超敏性和化學(xué)分辨率可將更多的帶到表格中?！?/SPAN>

羅氏制藥公司（Roche Pharmaceuticals）近期獲得了這一技術(shù)的授權(quán)。

快速測(cè)序高風(fēng)險(xiǎn)的競(jìng)賽似乎進(jìn)入了沖刺階段，新的驚喜有可能就在終點(diǎn)線前。一旦跨越，個(gè)體化醫(yī)學(xué)時(shí)代就會(huì)到來(lái)。對(duì)于人類健康與疾病的基因組檢測(cè)的大量新認(rèn)識(shí)幾乎可以肯定會(huì)隨之而來(lái)。