纳米孔测序首次实现大于1Mb的读长

高通量测序的产量让人惊叹不已，但读长却屡屡遭人诟病。不过，从100 bp到1 kb，读长始终在进步。近日，测序界传来了一个激动人心的消息，澳大利亚Garvan研究所的研究人员利用Oxford Nanopore测序技术实现了> 1Mb的读长，这堪称测序历史上的一个里程碑。

Kinghorn临床基因组学中心的Martin Smith博士在Twitter上宣布了这一消息。在他的带领下，研究团队首次对长度超过1 Mb的DNA片段进行了测序，此片段来自19号染色体，长度为1.015 Mb。

有人形象地描绘了这个测序过程：如果将纳米孔比作你的拳头大小，那么通过纳米孔的1 Mb DNA链就相当于3.2 公里。哇，几乎相当于跑了一个迷你马拉松啊。

传统的短读长测序技术提供的数据难以组装成完整的基因组或数据集，这就像1000块的拼图，拼装起来极具挑战性。严格来说，纳米孔测序技术没有读长的概念，因为它能够将一条DNA片段从头测到尾。不过，受制于样本制备，研究人员大多测序10 kb至100 kb的片段。

在测序1Mb的片段时，Smith博士无疑遇到了不少挑战，但DNA提取和样本制备是最困难的一步。即使是简单的移液，长度超过100 kb的DNA分子也可能被剪切。高分子量DNA样本会形成一大块凝胶样物质，而不再是液体，因此测量浓度也很困难。另外，数据分析也是挑战，因为大多数软件工具都是为短读长而开发的。

不过，在克服了重重挑战之后，研究人员最终完成了超长DNA片段的测序。他们表示，读取的质量并没有因超长而受到影响。未修正的序列与人类参考序列有90%是相同的。需要特别指出的是，天然的DNA分子包含甲基化的核苷酸，这在将原始电子信号转换为核苷酸序列的过程中没有考虑进去，因此可能导至错误的碱基检出。

现在，有了这些超长的序列，人们能够更轻松地组装基因组，解析那些复杂的区域，甚至是之前无法测序的区域。Smith博士认为，纳米孔测序在本质上与光学测序不同，更易获得，也更有趣。当然，他认为其他类型的测序仍将发挥很大的作用，各种技术可以相得益彰，需要结合使用。

Smith博士领导的研究团队专注于评估各种新兴技术，包括单细胞测序、表观遗传学和宏基因组学。此次测序1 Mb的DNA片段也是为了解析与癌症相关的neochromosome（畸形染色体）的序列和结构，它包括几百个DNA片段拼接起来的异常基因组序列。未来，他认为更长片段（如2 Mb）的测序也将指日可待。