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1、基因组分析工具Polonator G.007简介Polo nator系统是由哈佛医学院计算遗传学中心主任遗传学教授George Church和他的研究小组发明，由Danaher Motion公司推出的新一代超高通量基因测序分析 系统，该系统包括美国最先进试剂处理和检测的部件，采用最敏感的检测设备， 现在已发展成为一个包含多个基因组学应用领域平台，并且承担了美国“PersonalGen ome Project ”的个人基因组测序任务，现在已完成了对该项目负责人Dr.George Church的个人基因组测序工作。采用结合在磁珠上单分子DNA片段簇为 测序模板，以四色荧光标记寡核苷酸进行连续的连接
2、反应为基础， 对扩增的DNA片段进行大规模高通量测序，准确度可以达到99%以上Polonator系统参数结构紧凑，高度集成的台式仪器-只有74X 78X 101 厘米简单，有效的用户界面：非接触手传感 器，LED状态，以及数字音频提示 全自动连续扫描的氙灯CCDLinux开放资源软件2台拥有3TBytes存储功能的双核电脑实时成像1000-240 VAC,50-60Hz内置振动隔离系统，支持典型实验室环境下的操作数据量：每次运行可得到10Gb的高质量数据运行时间：80小时读长：30bpX2,每次运行可以读取1.21.3 X 109个磁珠 准确性：超过99%运行成本：仅为目前二代测序系统运行成本
3、的60%样品数/运行：同时支持2X 8道最多16个样品测序三、Polonator 系统测序原理Polonator 系统是一种依靠连接反应进行 DNA 序列分析的技术， 它的测序过 程主要分为四步：1 、配对末端文库制备：配对末端文库是将基因组 DNA 打断后，与中间接头连 接，再环化，然后用Mmel酶切，使中间接头两端各有30bp的碱基，再加 上两端的接头，形成文库。2、乳液PCR:在微反应器中加入测序模板、PCR反应元件、微珠和引物，进行 乳液 PCR(Emulsion PCR)。3、微球富集和固定： PCR 完成之后，变性模板，富集带有延伸模板的微珠，去 除多余的微珠。将微珠沉积在一块玻片
4、上，微珠上的模板经过 3'修饰，可以 与玻片共价结合。4、连接反应测序：Polonator连接反应的底物是9碱基单链荧光探针混合物。探 针的 5'末端分别标记了 CY5、 Texas Red、 CY3、 6-FAM 这 4种颜色的荧光染 料。连接反应中，这些探针按照碱基互补规则与单链 DNA 模板链配对，结 合的探针只提供一个荧光检测信号，最终被仪器识别。四、应用领域：随着新一代测序技术的飞速发展， 基因组测序所需的成本和时间较传统技术 都大大降低， 大规模基因组测序渐入佳境， 基因组学研究也迎来新的发展契机和 革命性的突破。 Polonator 系统可广泛应用于基因组学多个领
5、域的开创性科学研 究工作。1 、全基因组重测序全基因组重测序是对已知基因组序列的物种的个体进行基因组测序，并在个体或群体水平进行差异分析的方法。 在全基因组水平上扫描并检测与动植物重要 性相关的突变位点，具有重大的科研价值和产业价值。2、3、基因组结构变异在基因组水平，两个人类个体之间仅有约 0.1%的差异，基因组差异主要包括三种：单核苷酸多态性（SNP）、短片段插入（Insert） /缺失（Indel）以及结构变异（SV）,这些差异为个体差异在疾病易感性、药物和环境敏感性方面的不同提供 了一个很好的解释，进而有助于人们了解自身。4、转录组测序：转录组即特定细胞在某一功能状态下所能转录出来的所
6、有 RNA 的总和,包 括mRNA和非编码RNA。转录组研究是基因功能及结构研究的基础和出发点， 通过新一代高通量测序, 能够全面快速地获得某一物种特定组织或器官在某一状 态下的几乎所有转录本及基因序列， 已广泛应用于基础研究、 临床诊断和药物研 发等领域。5、小分子 RNA 测序分析：小分子 RNA 是生物体内一类重要的特殊分子，诱导基因沉默，参与细胞生长、发育、基因转录和翻译等诸多生命活动的调控过程。基于 Polonator 高通量 测序技术的小 RNA 分析，能够快速全面地鉴定该物种在该状态下的小分子 RNA 和发现新的小分子 RNA，构建样品之间的小分子 RNA差异表达谱，为小分子 R
7、NA 功能研究提供有力工具。6、宏基因组测序宏基因组学（也称元基因组学、环境基因组学、生态基因组学）是一种以环 境样品中的微生物群体基因组为研究对象， 以测序分析和功能基因筛选为研究手 段，研究微生物多样性、种群结构、进化关系、功能活性、相互协作关系以及与 环境之间关系的新方法。通过新一代测序仪 Polon ator对特定环境微生物种群全 基因组 DNA 研究，可以从整体上对样品群落进行分析，不受微生物是否能培养 的限制，而且研究对象从单一基因组到一个基因组集合， 也摆脱了对于传统基因组研究的物种限制，开辟了微生物群体基因组学研究的新路径7、DNA 甲基化分析DNA 甲基化作为最先被发现的表观遗传学标记， 在基因组研究领域具有重要 的研究意义，基于 Polonator 高通量测序技术对基因组 DNA 的甲基化状态进行分 析，对于研究 DNA 甲基化在维持正常细胞功能、抑制重复序列和寄生 DNA 成 分对基因组完整性的损害、 染色质结构修饰、 X 染色体失活、胚胎发基因组印迹 以及人类肿瘤发生中的作用具有重要意义。8、9、ChIP 测序染色质免疫共沉淀是研究蛋白质与 DNA 之间相互作用的强有力工具，利用 新一代测序技术的 ChIP-Seq 技术能把所关注的蛋白的 DNA 结合位点精确定 位到基因组上。