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1、匡堂筮蕉! 业! 生! Q 旦箍! 垒鲞箜垫翅丛! d i 型基丝! P 韭尘! 丝：Q 垡垫鲣：! 堂：! ! ：堕! ：! Q 1 1 1 2 1 3 1 4 1 5 D a n i e l s s a nK G S w a h nM L 。B v g d e m K nM ，n l ee f f e c to fv a r i o u sd o - s e so fm i f e p f i s t o n eo ne n d o m e t r i a ll e u k e m i ai n h i b i t o r yf a c t o re x p r e s s i o ni
2、nt h em i d l u t e a lp h a s e a l li m m u n o h i s t o c h e m i c a ls t u d y J H u mR e p r o d 1 9 9 7 ，1 2 ( 6 ) ：1 2 9 3 1 2 9 7 G o n s a l e zR R ，L e a v i sP L e p t i n u p r e g u l a t e sb e t a - 3 一i n t e 鲥ne x p r e s - s i o na n di n t e r l e u k i n - lb e t a ，u p r e g n
3、 l a t e sl e p t i na n dl e p t i nr e c e p t o r e x p r e s s i o ni nh u m a ne n d o m e t r i a le p i t h e l i a lc e l lc u l t u r e s J E n d o - c r i n o l i g y 2 0 0 1 1 6 ( 1 ) ：2 1 - 2 8 B i s c h o fP M e i s s e rA C a m p a n aA I n v o l v e m e n to ft r o p h o b l a s ti n
4、e m b r y oi m p l a n t a t i o n ：R e g u l a t i o nb yp a r a c r i n ef a c t o m J JR e p r o dJ m m u n o l ，1 9 9 8 ，3 9 ( 1 2 ) ：1 6 7 - 1 7 7 H a e n g s e o kS H y u n j u n gL ，S a n j o yK D ，e ta 1 D y s r e g u l a t i o no fE G F f a m i l yo f 口o w t lf a c t o r sa n dC O X - 2i nt
5、 h eu t e r u sd u r i n gt 1 1 ep r e a t t a c h m e n ta n da t t a c h m e n tr e a c t i o n so ft h eb l a s t o c y s t w i t ht h el u m i n a l e p i t h e l i u mc o r r e l a t e sw i t hi m p l a n t a t i o nf a i l u r ei nL I F d e f i c i e n t m i c e J M o lE n d o c r i n o l ，2 0
6、 0 0 ，1 4 ( 8 ) ：1 1 4 7 1 1 6 1 G o n z a l e zR R R u e d aB R R a m o sM P L e p t i n i n d u c e di n c r e 目q ei n l e u k e m i ai n h i b i t o r yf a c t o ra n di t sr e c e D t o rb yh u m a ne n d o m e t r i u m 1 6 1 7 1 8 1 9 3 0 5 5 i s p a r t i a l l ym e d i a t e db yi n t e r l
7、e u k i nlr e c e p t o rs i g n a l i n g J E n d o - c f i n o l o g y ，2 0 0 4 ，1 4 5 ( 8 ) ：3 8 5 0 - 3 8 5 7 T r e m e l l e nK P ，S e a m a r kR F R o b e r t s o nS A S e m i n a lt r a n s f o r m i n g g r o w t hf a c t o r b e t al s t i m u - l a t e sg r a n u l o c y t e m a c r o p h
8、a g ec o l o n y - S t i m u - l a t i n gf a c t o rp r o d u c t i o na n di n f l a m m a t o r yc e l ll c r u i m e n ti n t h em u r i n eu t e r u s J B i o lR e p r o d ，1 9 9 8 ，5 8 ( 5 ) ：1 2 1 7 1 2 2 5 M a l C O SM B ，J o h nD A ，P e d r oC C e ta 1 A n a l y s i so fe p i t o p e so Re
9、n d o m e t r i a lm u c i nM U C li su p r e g u l a t e db yp r o g e s t e m n ea n dd o w n r e g u l a t e di n v i t r ob yt h eh u m a nb l a s t o c y s t J B i dR e p r o d ，2 0 0 1 ， 6 4 ( 1 ) ：5 9 0 6 0 1 A m a n t h aT C a lP B D a n i e ID C a r s o nT U M O Rn e c r o s i sf a c t o r
10、- e t c o n v e t i n ge n z y m e A D A M l 7m e d i a t eM U C Is h e d i n g J B J U h t ，2 0 0 3 ，2 7 8 ( 5 ) ：3 3 8 6 - 3 3 9 4 G o u l a r tL R ，V i e i mG S 。M a r t e l l iL ，e ta 1 I sM U C lp o l y m o r p h i s m * s o c i a t e dw i t hf e m a l ei n f e r t i l i t y ? J R e p r e dB i
11、o m e dO n l i n e ， 2 0 0 4 ，8 ( 4 ) ：4 7 7 4 8 2 收稿日期：2 0 0 8 - 0 6 1 1 修回E t 期：2 0 0 8 - 0 8 - 0 6 大规模并行焦磷酸测序技术简介 范少轻( 综述) ，栗彦宁，齐锦生( 审校) ( 河北医科大学生物化学与分子生物学教研室，石家庄0 5 0 0 1 7 ) 中图分类号：Q 1 9 文献标识码：A文章编号：1 0 0 6 - 2 0 8 4 ( 2 0 0 8 ) 2 0 3 0 5 5 - 0 3 摘要：在后基因组时代，基因研究的焦点已经转移到每个人的基因组，因此迫切需要高通量的测 序方法。近几
12、年，出现了基于焦磷酸的新测序方法大规模并行焦磷酸测序技术。在这项技术 中，双链D N A 首先被片段化，每单个寡核苷酸链分子结合到磁珠支持物上，用乳液P C R 对结合的片 段进行扩增。扩增后的片段一磁珠复合物被分别置于光纤芯片上的皮升级反应容器中。然后将D N A 聚合酶、A T P 硫酸化酶、荧光素酶、三磷酸腺苷二磷酸酶等反应试剂加入到反应容器，经过聚合、硫酸 化、氧化即可产生强度与结合的核苷酸数目线性相关的光信号，每个反应容器发出的光就能被探测 到。利用这项技术在4 5h 内可测序2 0 0 0 万3 0 0 0 万碱基对，准确度达到9 9 或更高，并且无需在 细菌体内进行亚克隆。大规模
13、并行焦磷酸测序开启了个体化基因组学的新时代。 关键词：大规模并行焦磷酸测序；平行乳液聚合酶链反应；光纤芯片 T e c h n i q u eo fM a s s i v e l yP a r a l l e lD N AP y r o s e q u e n d a gN o t i c e删S h a o q i n g ，L IV a n n i n g ，Q ，五n - s h e n g ( D e p a r t m e n to f B i o c h e m i s t r ya n dm o l e c u l a rb i o l o g y ，t t e b e iM e
14、 d i c a lU n i v e r s i t y ，S h i j i o z h u a n g0 5 0 0 1 7 ， C h i n a ) A h m t r a c t ：I nt h ep o s t g e n o m et i m e g e n o m e sr e s e a m hh a st r a n s f e r r e di t sf o c u st oe v e r y o n e 8g e n o m e t h u s ah i g ht h r o u g h p u ts e q u e n c i n gt e c h n o l o
15、g yi sh i g h l yn e e d e d A tp r e s e n t ，ap y r o s e q u e n c i n g b a s e dn e ws e q u e n c i n gm e t h o dn a m e dm a s s i v e l yp a r a l l e lp y r o s e q u e n c i n gi sd e v e l o p e d I nm a s s i v e l yp a r a l l e lp y r o s e q u e n c i n g ， d o u b l e s t r a n d e
16、dD N Ai sf r a g m e n t e df i r s t l y t h e ni n d i v i d u a lm o l e c u l e s 日r ea t t a c h e dt om a g n e t i cb e a ds u s t e n t a - t i o na n da m p l i f i e du s i n gp a r a l l e le m u l s i o nP C R ，a n de a c hb e a di sd e p o s i t e di nw e l l so faf i b e ro p t i cc h
17、i pw i t h p i c o l i t e rr e a c t i o nv o l u m e s A ss e q u e n c i n gr e g e n t si n c l u d i n gp o l y m e r a s e ，h c i f e r a s e ，a n dA 1 1 Ps u l f u r y l a s ep a s s o v e rt h ep l a t e ，l i g h te m i t t e df r o me a c hw e l li sr e c o r d e d B e c a u s et y p i c a
18、l l yo v e r3 0 0 0 0 0w e l l ss i m u l t a n e o u s l y p r o v i d ed a t af o rac o l l e c t i o no fD N Af r a g m e n t s ，i ti sp o s s i b l et oo b t a i n2 0t o3 0M b o rm o r es e q u e n c ei n f o r m a t i o ni nas i n g l e4 5 ha t9 9 o rb e t i e ra c c u r a c y I td o e sn o tr
19、l u i r es u b c l o n i n gj nb a c t e r i a T h en m a s i v e l yp a r - a l l e lD N Ap y r o s e q u e n c i n go p e n e dt h en e we r ao fi n d i v i d u a l i z e dg e n o m e s K e yw o r d s ：M a s s i v e l yp a r a l l e lp y r n s e q u e n c i n g ；P a r a l l e le m u l s i o nP C R
20、 ：F i b e ro p t i cc h i p 随着人类基因组计划的完成，人类对于基因的 研究已经到了后基因组时代。人类基因组学的重点 将从对整个人类基因组的研究转移到对个体基因组 的研究。而且D N A 测序也成为未来基因诊断的 趋势。因此，迫切需要诞生一项耗时少、费用低的测 序技术，以适应目前对于D N A 测序的需求。 在长达约3 0 年时间里，几乎所有的核苷酸序列 信息都是由英国科学家S a n g e r 等旧1 发明的双脱氧末 基金项目：河北省科技攻关计划项目( 0 7 2 7 6 1 0 1 D - 7 3 ) 端终止测序法得出的。从 1 9 8 5 年起，一项基于综合法
21、 测序的测序技术焦磷酸 测序技术逐渐发展起来一J 。 经过2 3 年3 个主要的技术 革新，焦磷酸测序技术最终 形成了由4 种酶催化的同一 反应体系中的酶级联反 应旧剖。近几年，焦磷酸测序 技术又与乳液聚合酶链反应 ( p o l y m e r a s e c h a i nr e a c t i o n ， P C R ) 技术以及光纤芯片技 术结合，发展成为大规模并 行焦磷酸测序技术。这项新 技术能够在1 0 0d 之内完成 对一个人基因组序列的测 定。由于3 0 00 0 0 个微型反 应容器能够同时提供D N A 片段的测序数据，因此在 仅仅4 5h 的反应中就可以得到2 亿一3 亿
22、的序列 信息，准确性可达到9 9 5 或更高。现在，大规模并 行焦磷酸测序法对于D N A 片段上所能够连续读取 的序列长度相对于S a n g e r 法来说还较短( 平均1 0 0 l l Ob p ) 。然而，连续测序的长度会因设备以及试剂 的改良而增加p 1 。 高通量的测序技术能够使研究者辨别疾病个体 与正常个体所有基因方面的差异，因此使疾病在基 因序列层面的研究提供了可能性。目前，中国科学 万方数据 3 0 5 6 匡兰篮述! 鲤! 生! Q 旦筮! 生鲞筮垫翅丛型堡世旦! ! ! E 垫堂坐，Q 堕兰箜：! ! ! ：! 兰t 塑! ：垫 家已经用大规模并行焦磷酸测序技术成功得完
23、成了 对第一个中国人基因组序列的测定，开启了对黄种 人基因组学的研究。这篇文章的目的就在于介绍这 项技术。 l 焦磷酸测序技术的原理 焦磷酸测序技术是由R o n a g h i 等怕刊发明，具有 快速、高效、成本低的特点。用P C R 或切割基因组 D N A 的方式得到D N A 片段( 8 个是会出现信号 强度的衰减( 图4 ) 。 图4 摄取光信号 1 4 】 3 展望 大规模并行焦磷酸测序技术将焦磷酸测序技术 的基本原理与乳液P C R 技术和光纤芯片技术结合， 3 0 5 7 利用了后2 项技术微量、并行的特点使得大量测序 反应能同时进行，实现了测序过程的高通量，并且节 省了试剂降
24、低了成本。这样一项高效经济的测序技 术的发明使得人们对人类基因组序列的大规模研究 成为可能。2 0 0 7 年9 月，首个个人基因组序列宣布 完成。与2 0 0 1 年“人类基因组计划”发表的两份人 类基因组图谱作了比较，结果表明，人类遗传变异的 数量比预想丰富的多。D N A 变异可能比之前认为的 多出7 倍，进而颠覆了以往遗传学的观点：所有人的 同一性可达到9 9 9 。而某些复杂疾病的发病机制 很可能与这些差异性密切相关，因此对于个体间 D N A 序列差异的研究对于解决一些复杂疾病尤为重 要。2 0 0 7 年1 1 月，中国科学家又利用此项技术完成 了第一个中国人的基因组图谱“炎黄一
25、号”，进 而开始了对黄种人基因组学的研究。利用此项新技 术可在几个月时间内，花几千万人民币就能完成一 个人基因组图谱的绘制，并有望在未来数年内降至 万元水平。在未来5 年中这项高效经济的测序技术 将完成对一万人的基因组测序工作，表明一个具体 化、个体化的基因组学时代的到来。而大规模并行 焦磷酸测序技术就是这个新时代的开启者，并将为 其发展铺平道路。 参考文献 1 J u nY O nt h ei n i t i a t i o no fc e l l b a s e dh u m a nt r a n s c r i p t o m es t u d y J L i f eS c i 。2 0
26、 0 7 ，1 9 ( 3 ) ：2 6 4 - 2 7 1 C 2 S a n g e rF ，N i c k l e n s C o u l s o nA R D N As e q u e n c i n gw i t hc h a i n t e r - m i r m t i n gi n h i b i t o r s J P r o cN a i lA c a d5 c iU S A ，1 9 7 7 ，7 4 ( 1 2 ) ： 5 4 6 3 - 5 4 6 7 3 N y r e nP ，L u n d i nA E n z y m a t i cm e t h o df o
27、 rc o n t i n u o u sm o n i t o r i n go f i n o r g a n i cp y r o p h o s p h a t es y n t h e s i s J A n a lB i o c h e m ，1 9 8 5 ，1 5 1 ( 2 ) ：5 0 4 - 5 0 9 4 R o n a g h iM I m p r o v e dp e r f o r m a n c eo fP y r o s e q u e n e i n gu s i n gs i n g l e s t r a n d e dD N A b i n d i n
28、 gp r o t e i n J A n a lB i o c h e m ，2 0 0 0 ，2 8 6 ( 2 ) ： 2 8 2 - 2 8 8 5 N y r e nP E n z y m a t i cm e t h o df o rc o n t i n u o u sm o n i t o r i n go fD N Ap o l y - m e l a c b “t y J A I l 且lB i o c h e m ，1 9 8 7 ，1 6 7 ( 2 ) ：2 3 5 2 3 8 6 R o n a g I l iM ，K a r a m o h a m e dS ，P
29、 e t t nB ，e ta R e a l t i m eD N A s e q u e n c i n gu s i n gd e t e c t i o no fp y r o p h o s p h a t er e l e a s e J J l a lB i o - e h e m 1 9 9 6 。2 4 2 ( 1 ) ：8 4 - 8 9 7 R o n a g h iM ，U M C nM ，N y r 6 nP D N As e q u e n c i n g ：s ts e q u e n c i n g m e t h o db a s e do nr e a l
30、t i m ep y m p h o s p h a t e J S c i e n c e ，1 9 9 8 ，2 8 1 ( 5 3 7 5 ) ：3 6 3 3 6 5 8 N o r d s t r o mT ，N o u r i z a dK a o n a g , h iM ，e ta M e t h o d se n a b h n gP y r o s e q u e n e i n gO nd o u b l e s t r a n d e dD N A J A n a lB i o e h e m ，2 0 0 0 ， 2 8 2 ( 2 ) ：1 8 6 1 9 3 9
31、W e b e rA P ，W e b e rK L ，C a r tK ，e ta S a m p l i n gt h eA r a b i d o p s i s T r a n s c r i p t o m ew i t hM a s s i v e l yP a r a l l e lP y r o s e q u e n e i n g J P l a n t P h y s i o l ，2 0 0 7 ，1 4 4 ( 1 ) ：3 2 - 4 2 i o H u s eS M ，H u b e rJ A ，M o r r i s o nH G ，以0 2 A c c u r
32、 a c ya n dq u a l i t yo f m a s s i v e l yp a r a l l e lD N Ap y r o s e q u e n c i n g J G e n o m eB i o l ，2 0 0 7 ，8 ( 7 ) ：R 1 4 3 11 A h m a d i a nA ，E h nM H o b e rS P y m s e q u e n e i n g ：h i s t o r y ，b i o e h e m i s - t r ya n df u t u r e J C l i nC h i mA c t s ，2 0 0 6 ，3
33、6 3 ( 1 2 ) ：8 3 - 9 4 1 2 T a 9 1 eD A ，S w a r o o pM ，L o v e t tM ，e ta M a g n e t i cb e a dc a p t u r eo f e x p r e s s e ds e q u e n c e se n c o d e dw i t h i nl B 唱eg e n o m i es e g m e n t s J N a t u r e ，1 9 9 3 ，3 6 1 ( 6 4 1 4 ) ：7 5 1 - 7 5 3 1 3 M a r g u l i e sM E g h o l mM
34、 ，A l t m a nW E e ta G e n o m es e q u e n c i n gi n m i c r o f a b r i c a t e dh i g I l d e n s i t yp i c o l i t r eR 日蜘【J N a t u r e ，2 0 0 5 4 3 7 ( 7 0 5 7 ) ：3 7 6 - 3 8 0 1 4 R o n a g h iM P y r o s e q u e n e i n gs h e d sl i g h t0 1 1D N As e q u e n c i n g J G e n o m eR e s 。2 0 0 1 ，1 1 ( 1 ) ：3 1 1 收稿日期：2 0 0 8 - 0 6 - 0 3 修回日期：2 0 0 8 - 0 8 1 1 万方数据