一台笔记本电脑、一个USB!科学家在南极完成了测序-观察-生物探索
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一台笔记本电脑、一个USB!科学家在南极完成了测序

2017/04/01 来源:生物探索
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导读
MinION是一款极其让人兴奋的设备,去年它成为了唯一上过太空的测序仪,也首次完成了大规模的人类基因组测序。如今,科学家在没有没有互联网和实验室设施的情况下,仅靠一台电脑和一个USB设备,就能在南极中利用MinION设备完成测序。
在过去的几年中,研究界和商业界已经开始开发能用于野外现场研究的测序仪,牛津纳米孔技术就是典型的例子之一。牛津纳米孔公司的MinION测序仪是这几年备受瞩目的一款手持式纳米孔测序商业设备,去年人家可是上过太空的,它也是唯一上过太空的测序仪。如今,科学家们又仅凭一台MinION设备、一台便携式电脑就能够在极端的南极洲中实现了DNA测序。

无网络无实验室设施,MinION在南极完成了实时测序


美国乔治城大学的研究人员使用牛津纳米孔公司的MK1B MinION设备完成了南极环境DNA的测序,相关结论于4月份发表在《The Journal of Biomolecular Techniques》杂志上。

科学家们在没有互联网和实验室设施的情况下测量了MinION设备的工作性能,利用USB3.0电缆与笔记本电脑相连,确定了该设备在极端环境下进行原位基因组测序的可行性。

通过充分保护测序设备和笔记本电脑,本次测序能在艰苦条件下持续两个半小时。研究人员采用的是离线版的MinKNOW软件。在所有的单次上机测序反应中,无法读取的read数要比高质量通过反应的reads数要多,然而,随着环境温度的升高,通过/失败的比例显著增加。研究人员并未确定这种变化是否是因为软件或测序仪的放缓所致。

作者认为,虽然此次测序的运行时间比典型实验室的多数测序反应要短,但本次概念验证研究结果证明了未来在极端环境中制备和测定DNA文库是可行的,特别是在那些需要长时间停留的极端环境。同时该研究也证实了MinION设备用于极端环境的现场测序十分具有前景。

尺寸小、低功耗要求的MinION设备可能继续朝着“可实地部署的DNA测序设备”发展,为缺乏基础实验室设施的地区开展生物学研究开辟了新途径。然而,在极端寒冷的情况下,保存电池电量仍然是一个挑战。不过,研究人员认为,长时间的测序反应可以通过切换笔记本电脑的电池或者使用发电机来实现。

让人兴奋,又常常惹争议


MinION是一款极其让人兴奋,又常常惹来争议的设备。它的特点是单分子测序,测序读长长(超过150kb),测序速度快,测序数据实时监控,机器方便携带等。它也是牛津纳米孔家公司的核心产品,市场价为1000美元/个,主要用于病原监测、宏基因组学、变异检测,基因测序。

目前,基于该设备的论文已经超过30多篇,它曾以最快的速度破译埃博拉病毒序列,去年英国研究人员曾利用它首次完成了大规模的人类基因组测序,对于DNA数量与质量受限制的常规临床样本,该纳米孔技术都能完成测序工作。

然而,MinION的专利之争却常常发生。去年牛津纳米孔公司被Illumina公司起诉,MinIon设备是诉讼主要焦点之一。在结束了与Illumina公司的专利案之后,今年年初,牛津纳米孔公司又接到了PacBio公司的专利诉讼。PacBio声称牛津纳米孔的MinIon和PromethIon设备侵犯了其专利US No.9546400。不过,对于频繁的专利诉讼,牛津纳米孔公司的首席执行官Gordon Sanghera表示,这些诉讼不会影响到他们对客户的服务,也不会对他们的商业造成破坏。

参考资料:

Real-Time DNA Sequencing in the Antarctic Dry Valleys Using the Oxford Nanopore Sequencer

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