基因測序技術(shù)的發(fā)展歷史
基因測序技術(shù)
基因測序技術(shù)也稱作DNA測序技術(shù)，即獲得目的DNA片段堿基排列順序的技術(shù)，獲得目的DNA片段的序列是進一步進行分子生物學(xué)研究和基因改造的基礎(chǔ)。
基因測序技術(shù)的發(fā)展歷史
1977年，Walter Gilbert和Frederick Sanger發(fā)明了第一臺測序儀，并應(yīng)用其測定了第一個基因組序列，噬菌體X174，全長5375個堿基。
由此開始，人類獲得了探索生命遺傳本質(zhì)的能力，生命科學(xué)的研究進入了基因組學(xué)的時代，到至今為止的四十年時間內(nèi)，測序技術(shù)已取得了相當(dāng)大的發(fā)展，從第一代發(fā)展到了第三代測序技術(shù)。
Sanger所發(fā)明的測序方法被稱為第一代測序技術(shù)，該技術(shù)直到現(xiàn)在依然被廣泛使用，但是其一次只能獲得一條長度在700～1000個堿基的序列，無法滿足現(xiàn)代科學(xué)發(fā)展對生物基因序列獲取的迫切需求。
高通量測序 (High-Throughput Sequencing, HTS) 是對傳統(tǒng)Sanger測序的革命性變革，其解決了一代測序一次只能測定一條序列的限制，一次運行即可同時得到幾十萬到幾百萬條核酸分子的序列，因此也被稱為新一代測序 (Next Generation Sequencing, NGS)或第二代測序。
第二代測序技術(shù)雖然測序的通量大大增加，但是其獲得單條序列長度很短，想要得到準(zhǔn)確的基因序列信息依賴于較高的測序覆蓋度和準(zhǔn)確的序列拼接技術(shù)，因此最終得到的結(jié)果中會存在一定的錯誤信息。
因此，科研人員又發(fā)明了第三代測序技術(shù)也稱為單分子測序技術(shù)，該技術(shù)在保證測序通量的基礎(chǔ)上，對單條長序列進行從頭測序，能夠直接得到長度在數(shù)萬個堿基的核酸序列信息。
測序成本的變化
除了測序通量和讀長的進步之外，測序技術(shù)的大范圍應(yīng)用最主要應(yīng)該歸功于成本的下降，在早期只有第一代測序技術(shù)之時，人類基因組計劃耗資30億美元才獲得了大部分的人類基因組信息，這樣高昂的成本顯然不是常規(guī)科學(xué)研究者能夠承受的。
基因測序技術(shù)成本變化
新一代測序技術(shù)的發(fā)明和應(yīng)用大大降低了獲取核酸序列所需的成本，其打破了摩爾定律的限制，使得獲得基因序列所需的金錢出現(xiàn)了斷崖式的下降，在2008年，全基因組測序的成本降至20萬美元，到2010年，該費用已經(jīng)可以控制在10000美元以內(nèi)，目前，測定一個人類的全基因組只需要不到1000美元即可完成。
測序技術(shù)的發(fā)展方向
目前，基因測序技術(shù)已經(jīng)在眾多領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，包括生物的基因組圖譜繪制、環(huán)境基因組學(xué)和微生物多樣性、轉(zhuǎn)錄水平動態(tài)響應(yīng)及其調(diào)控機制，疾病相關(guān)基因的確定和診斷、表觀遺傳學(xué)和考古學(xué)、物種進化演替過程等等。
就當(dāng)前市場形勢看來第二代短讀長測序技術(shù)在全球測序市場上仍然占有著絕對的優(yōu)勢地位，但第三代測序技術(shù)的應(yīng)用也已在近幾年實驗了快速發(fā)展。
未來基因測序技術(shù)發(fā)展方向：
更快的序列獲取速度；
更準(zhǔn)確的堿基識別方式；
更長的單條測序序列長度；
更輕便的測序儀器平臺；
更簡便的操作過程；
更便宜的測序價格。
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