PacBio SMRT 测序原理
PacBio SMRT 测序技术是第三代测序技术的代表,应用了边合成边测序的原理,使用 Single Molecule Real Time(SMRT)芯片作为测序载体。该技术的原理是聚合酶捕获文库 DNA 序列,锚定在零模波导孔底部,四种不同荧光标记的 dNTP 随机进入零模波导孔底部,荧光 dNTP 被激光照射,发出荧光,检测荧光信号存在时间长短,区分匹配碱基与游离碱基,获得 DNA 序列。
PacBio SMRT 测序技术的关键创新是零模波导孔(zero-mode waveguides, ZMWs)和荧光标记在核苷酸焦磷酸链上(Phospholinked nucleotides)。ZMW 是一个直径只有 10~50 nm 的孔,当激光打在 ZMW 底部时,只能照亮很小的区域,DNA 聚合酶就被固定在这个区域。只有在这个区域,碱基携带的荧光基团被激活从而被检测到,大幅地降低了背景荧光干扰。
SMRT Cell 和 ZMWs 将荧光染料标记在核苷酸的磷酸链而不是碱基上,当核苷酸掺入到新生的链中,标记基团就会自动脱落,减少了 DNA 合成的空间位阻,维持 DNA 链连续合成,延长了测序读长。
PacBio SMRT 测序技术的优点是可以实现单分子测序和超长读长,保持聚合酶的活性,是最接近天然状态的聚合酶反响体系。这种技术可以广泛应用于基因组学、转录组学、蛋白质组学等领域。
PacBio SMRT 测序技术的应用包括:
1. 基因组学:PacBio SMRT 测序技术可以用于基因组学研究,例如基因组 assembly、基因组 annotation 和基因组比较等。
2. 转录组学:PacBio SMRT 测序技术可以用于转录组学研究,例如转录组 assembly、转录组 annotation 和转录组比较等。
3. 蛋白质组学:PacBio SMRT 测序技术可以用于蛋白质组学研究,例如蛋白质序列分析、蛋白质结构预测和蛋白质相互作用研究等。
PacBio SMRT 测序技术的发展前景广阔,未来可能会在基因组学、转录组学、蛋白质组学等领域产生深远的影响。