高通量DNA测序和基因组学新型技术

　　三十年前，由Sanger和G订bert分别建立了DNA双脱氧测序和化学测序技术。现在DNA测序的规模逐渐扩大，从每天能读几千个碱基对序列的小规模测序，发展到如今每天能够进行成千上万个序列的精确测定，成为数十亿美元的“产业”。世界上几个大的测序中心建立了大规模的基因组测序平台，支持几乎所有大学和大型医院的DNA测序工作。国际生物信息学中心拥有存储约一千五百万碱基对序列信息的能力，我们正处于一个“后基因组”时代。然而DNA测序在生命科学和医学的许多领域，仍然是一个主要的诊断和研究手段。这种强劲的需求，推动了新的测序技术的发展。这些新技术既不用电泳，也不用Sanger测序方法，而是通过DNA合成的方法进行测序，包括在固相表面上进行的多重平行测序反应，每一个循环的数据通过成像的方法获得。最近有一项由454生命科学和马普研究所制定的计划，使用合成法测序技术测定穴居人基因组，该计划显示了这些新的DNA测序技术在后基因组学研究中的强大作用。这将成为第二代全人类基因组项目，而且预计将进一步陕速提升我们对人类基因组生物学知识的认识，加深我们对人类遗传性疾病机制的了解。本书汇集了DNA测序技术的一些新的进展，全书的框架由一系列综述组成，主要包括Sange，和SBS测序方法的进展（Kumar and Fuller）、毛细管电泳和微型集成系统（Xiong and Cheng）、MS测序（Ehrich et al.）和应用（Mitchelson et al．）。还包括了一些最新的进展，如SBS技术的新进展（Margulies et al．）、核酸染料SBS测序方法（Edwards et al．）、通过循环合成实现单分子测序（Hebert and Brasiavsky）、纳米孔测序（Lee and Meller），以及阵列DNA的光标测（Schwartz et al．）。在书的最后，讨论了基因组拼接（Mc（；rath）中的生物信息学工具、古代和环境DNA样品（Kowalchuket al．）的测序和SBS序列拼接工具（Keith et al．）等SBs测序的新应用。作者真诚希望此书的出版和发行能够引起学生和研究人员对测序这个关键基因组学技术的兴趣，并引发相关的技术革新。

　　Keith Mitchelson是博奥生物有限公司，生物芯片北京国家工程　研究中心的研究员，也是清华大学医学院医学系统生物学研究中心的访问学者。

现有技术
　第一章 概述：DNA测序技术进展
　　1　引言
　 1.1　超高通量测序能力的生物技术意义
　　2　测序前沿技术
　 2.1　毛细管电泳和Sanger测序法
　 2.2　高通量毛细管微阵列测序
　 2.3　染料和检测器
　 2.4　微型芯片电泳
　 2.5　基于微型毛细管芯片的毛细管电泳测序
　 2.6　质谱测序
　　3　固相阵列测序装置
　 3.1　超敏感的检测器和测序仪
　 3.2　合成测序
　 3.3 DNA单分子测序
　 3.4　杂交重组测序
　　4　技术展望
　 4.1　纳米孔膜
　 4.2　DNA合成的直接电学检测
　　5　基因组短片段测序应用
　 5.1　基于重测序的基因分型
　 　 5.1.1　polony基因分型
　　 5.1.2　焦磷酸测序的基因分型
　　 5.1.3　多态性比率测序
　 　 5.1.4　BEAMing
　　 5.2　古生物基因组
　　 5.3　洞人基因组
　　 5.4　元基因组
　　 5.5　重复DNA序列的SAM测序
　　 5.6　转录组和表达RNA序列分析
　　　5.7　MPSS和基因组分析
　 5.8　光学定位
　　6　小结
　　参考文献
　第二章　芯片毛细管电泳与系统遗传分析系统
　　摘要
　　1　引言
　 1.1　各种基于芯片的毛细管电泳系统
　　2　芯片设计和流体操作
　 2.1　芯片设计
　 2.2　流体操作
　　3　材料和制作
　 3.1　材料
　 3.2　制作
　 　 3.2.1　玻璃材料的制作步骤
　　 3.2.2　高分子材料的制作步骤
　　4　检测
　 4.1　光学检测
　 　 4.1.1　激光诱导的荧光检测
　　 4.1.2　吸光度检测
　　 4.1.3　化学发光检测
　　 4.2　电化学检测
　　 4.2.1 电流检测
　　 4.2.2 电导检测
　　 4.2.3 电位检测
　 4.3　质谱
　　5　表面修饰
　 5.1　动态包被
　 　 5.1.1　玻璃／石英基片的包被
　 　5.1.2　PMMA基片的包被
　　 5.1.3　PDMS基片的包被
　　 5.2　永久性包被
　 　 5.2.1　玻璃／石英基片的永久包被
　　 5.2.2　PMMA基片的永久包被
　　 5.2.3　PDMS基片的永久包被
　　6　应用
　　 6.1　核酸分析
　　 6.1.1　筛分介质
　　 6.1.2　依大小排列DNA片段
　　 6.1.3　基因分型
　　7　DNA测序
　……
　第三章　应用MALDI-TOF质谱法比较序列分析——利用知己序列寻找新的序列
　第四章　基于核苷酸偶联染料的DNA测序进展
合成测序技术平台
　第五章　454生命科学（454Lif Sciences）皮升级测序系统　
　第六章　合成法DNA测序的集成系统　
单分子测序
　第七章　单分子荧光显微镜及其在基于循环合成的单分子测序中的应用
　第八章　基于单个DNA链的纳米级核苷酸序列快速测序
　第九章　全基因组水平的单分子测序系统　
序列验证和分析
　第十章　测序和诱导突变相结合有利于短读长获得全新百万级的DNA片段序列
　第十一章　基因组测序和拼接
　第十二章　具有高污染风险的样品——古DNA和环境DNA核酸序列信息的有效测定
内容索引