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Nature Methods:两轮捕获+双重测序 成就史上最精准的测序!

传统的高通量测序会产生不少错误,掩盖基因组中的罕见突变。前不久科学家们开发了一种新测序法,能够成功从背景噪音中分离出信号,实现极为准确的测序。


肿瘤是异质性细胞的混合体,测序可以检测其中的罕见突变,但成本较高而且容易出现错误。华盛顿大学的研究团队为此开发了新测序技术,将靶序列纯化与高精度的DNA测序法结合起来。这一成果发表在近日的Nature Methods杂志上。


“这一技术可以帮助人们检测那些能够抵抗靶向性药物的突变,更好的监控癌症复发情况,”文章的资深作者,华盛顿大学的Lawrence Loeb说。“它可以与全基因组测序结合,为癌症治疗提供指导性的信息。”

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这一测序技术主要是用生物素化的DNA寡核苷酸进行两轮捕获,然后进行双重测序。双重测序是Loeb等人之前开发的高精度测序技术,使用特殊的分子标签分别扩增和测序DNA的两条链。如果两条链同一个位置上出现突变,该突变就被认为是真实的;如果只在一条链上出现突变,该突变就被认为是测序错误。


研究人员使用生物素化的探针,在人类基因组中捕获ABL1基因的外显子。ABL1基因与伊马替尼(imatinib)抗性有关,伊马替尼是一种治疗慢性粒细胞白血病CML的药物。他们通过两轮捕获得到了极高的测序深度和覆盖度(与传统方法相比)。(延伸阅读:遗传学大牛Nature发表新技术:单分子互作测序)


研究人员选择的是一名在接受伊马替尼治疗后复发的CML患者。传统高通量测序没有检测出任何与药物抗性有关的突变,而他们的新技术鉴定到了E279K突变,已知这个突变能够抵抗伊马替尼。


对外显子组或者基因组进行双重测序的成本很高,但这种技术很适合测序较小的基因组区域,比如某个人类外显子或者人类样本中的病毒序列。


研究人员准备用这一技术在不同癌症患者中研究他们对药物的敏感性和疾病复发的风险。他们还将进一步优化这一技术,以便测序单个循环肿瘤细胞。“除了癌症以外,这个技术还可以用于法医检测,”文章的第一作者,华盛顿大学的Michael Schmitt说。“这一技术可以帮助人们解决更多的生物学问题。


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