染料测序是什么？

Illumina染料测序是一种用于测定脱氧核糖核酸中一连串碱基对的技术，也称为脱氧核糖核酸（DNA）测序。可逆终止化学概念由巴黎巴斯德研究所的布鲁诺·卡纳德（Bruno Canard）和西蒙·萨法蒂（Simon Sarfati）提出。后来剑桥大学的尚卡尔·巴拉苏布拉马尼安（Shankar Balasubramanian）和大卫·克莱恩曼（David Klenerman）开发了这一技术，他们随后创建了Solexa公司，后来被Illumina收购。这种测序方法基于可逆的染料--终止技术，当它们被引入到脱氧核糖核酸链中时，能够识别单个碱基。它也可用于全基因组和局部测序、转录组分析、宏基因组学、小核糖核酸发现、甲基化谱和全基因组蛋白质-核酸互作分析。

概述

Illumina测序技术分为三个基本步骤：扩增、测序和分析。这个过程从纯化的脱氧核糖核酸开始。脱氧核糖核酸被破碎成较小的片段，并加上接头、索引和其他种类的分子修饰——在扩增、测序和分析过程中作为参考点。经过修饰的脱氧核糖核酸被加入到一个专门的芯片上，进行扩增和测序。芯片底部有成千上万的寡核苷酸(人工合成的短脱氧核糖核酸片段)。它们被锚定在芯片上，能够抓取具有互补序列的脱氧核糖核酸片段。一旦片段被连接到芯片上，簇生成阶段就开始了。这一步产生大约一千份脱氧核糖核酸片段的拷贝。接下来，引物和修饰的核苷酸进入芯片。这些核苷酸具有可逆的3’阻断基团，迫使聚合酶一次只能添加一个核苷酸，同时这个核苷酸还有荧光标记。在每一轮合成之后，照相机会给芯片拍一张照片。计算机根据荧光标签的波长确定添加了什么样的碱基，并记录下来芯片上的每个点的位置。每轮反应后，未结合的分子被洗去。用化学剂去封闭步骤，去除（单个碱基）3’末端的封闭基团和染料。这个过程一直持续到完整的脱氧核糖核酸分子被测序。利用这项技术，通过大规模并行测序，基因组中的成千上万个位置同时被测序。