NatMethods：科学家开发出了一种新方法或能使便携式PCR测序仪达到近乎完美的准确性

2021年1月18日 讯 /生物谷BIOON/ --近日，一篇刊登在国际杂志Nature Methods上的研究报告中，来自英属哥伦比亚大学等机构的科学家们通过研究发现了一种简单的方法，能够消除广泛使用的便携式DNA测序仪所产生的几乎所有测序错误，从而就能帮助在实验室外工作的科学家们更加有效地研究并追踪SARS-CoV-2等病原微生物。

使用特殊的分子标记，研究人员就能将牛津纳米孔技术公司生产的MinION设备的5%-15%的错误率降低到0.005%以下；即使进行一次多种长链的DNA测序时也是如此。研究者Ryan Ziels教授说道，MinION将DNA测序从大型实验室的限制中解放了出来，彻底改变了基因组学领域的相关研究。但直到现在，由于存在相当高的“开箱”错误率，研究人员并不能在很多情况下依赖于该设备。

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基因组测序能够揭示一个有机体的多种信息，包括其身份、祖先、优势和弱点；科学家们能利用这些信息来更好地理解居住在特定环境中的微生物，并开发相应的诊断工具和治疗性手段；然而，如果没有精确的便携式DNA测序仪，科学家们在野外或小型实验室中进行研究时就很容易忽略关键的基因细节信息。这项研究中，研究人员开发出了一种特殊的条形码系统，其能像MinION设备设备一样使得长读取DNA测序平台的准确率能够提高1000倍以上，当利用这些条形码来标记靶向性分子时，研究人员按照通常的做法，使用标准的PCR技术能够扩增或制造标记分子的多个拷贝，同时还能对所得到的的DNA进行测序。

随后研究人员使用这种条形码系统轻松识别并且对测序数据中的相关PCR片段进行了分组，最终从这些片段中产生了近乎完美的序列，其长度能够达到传统技术处理时间的10倍左右，而且更长的DNA长度还能够对轻微的遗传突变进行检测，并能实现基因组的高分辨率组装。

研究者Ziels说道，这种方法的好处在于其适用于任何可以扩增的基因片段；这就意味着，其在任何能将有价值的高准确率和长程基因组信息进行组合的任何领域都非常有效，比如癌症研究、植物研究、人类遗传学研究和微生物组研究等。目前研究人员希望能通过联合研究开发出一种扩展版的方法，并能对饮用水和废水中的微生物实现实时检测；如果能对水系统中的微生物进行深入了解，社区或许就能够改善其公共健康策略和治疗技术，同时也能够更好地控制诸如SARS-CoV-2等有害病原体的传播和扩散。（生物谷Bioon.com）

原始出处：

Karst, S.M., Ziels, R.M., Kirkegaard, R.H. et al. High-accuracy long-read amplicon sequences using unique molecular identifiers with Nanopore or PacBio sequencing. Nat Methods (2021). doi：10.1038/s41592-020-01041-y