一代、二代、三代測(cè)序的技術(shù)原理和技術(shù)特點(diǎn)分別是什么？

技術(shù)原理：

一代—雙脫氧終止法

二代—橋式PCR+4色熒光可逆終止+激光掃描成像

三代—PacBio SMRT測(cè)序技術(shù)

技術(shù)特點(diǎn)：

一代—只能檢測(cè)序列一致的PCR產(chǎn)物；讀長(zhǎng)可以較長(zhǎng)，比如Sanger可以達(dá)到幾百bp；通量低，一次只能檢測(cè)少量的序列；成本低；

二代—可以并行測(cè)序；需要放大信號(hào)才能檢測(cè)；通量大，可以產(chǎn)生上G的reads；讀長(zhǎng)較短，一-般是固定的，比如50、100、150、250等；成本較高

三代：可以并行測(cè)序；不需要放大信號(hào)，對(duì)單個(gè)分子進(jìn)行測(cè)序；通量大，比如SequelII平臺(tái)，一張芯片可以有800萬(wàn)個(gè)ZMW；讀長(zhǎng)較長(zhǎng)；測(cè)序精確度較差；成本高； 二代測(cè)序可以檢測(cè)基因嗎？徐匯區(qū)嘉安健達(dá)二代測(cè)序原理

二代測(cè)序技術(shù)在不同人群中的準(zhǔn)確性有何差異②

遺傳病患者及攜帶者

優(yōu)勢(shì)：在常見(jiàn)單基因遺傳病如囊性纖維化、鐮狀細(xì)胞貧血等的檢測(cè)中，二代測(cè)序技術(shù)準(zhǔn)確性高，能夠快速、準(zhǔn)確地找到致病基因，對(duì)于有家族遺傳病史的人群，可有效確定是否攜帶致病基因，評(píng)估生育患病后代的風(fēng)險(xiǎn)。

局限性：對(duì)于罕見(jiàn)遺傳病，由于基因突變的多樣性和復(fù)雜性，可能存在部分致病基因未被覆蓋或難以準(zhǔn)確解讀的情況，導(dǎo)致準(zhǔn)確性有所降低。此外，即使檢測(cè)結(jié)果為陰性，也不能完全排除患病可能，因部分遺傳病可能由未知基因突變或基因與環(huán)境相互作用引起2 新疆二代測(cè)序流程二代測(cè)序產(chǎn)出的數(shù)據(jù)量有多少？

二代測(cè)序—全外顯子測(cè)序的局限性

不能檢測(cè)所有的遺傳變異：它只能檢測(cè)外顯子區(qū)域的變異，對(duì)于非外顯子區(qū)域（如內(nèi)含子、基因間區(qū)域）的變異無(wú)法檢測(cè)，而這些區(qū)域的某些變異也可能對(duì)基因的表達(dá)和功能產(chǎn)生重要影響，如內(nèi)含子中的突變可能影響基因的剪接。

數(shù)據(jù)分析復(fù)雜：全外顯子測(cè)序會(huì)產(chǎn)生大量的數(shù)據(jù)，需要復(fù)雜的生物信息學(xué)工具和方法來(lái)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。包括數(shù)據(jù)的質(zhì)量控制、變異的檢測(cè)和注釋、致病性的評(píng)估等多個(gè)環(huán)節(jié)，其中任何一個(gè)環(huán)節(jié)出現(xiàn)問(wèn)題都可能導(dǎo)致錯(cuò)誤的結(jié)論。

什么樣本可以做二代測(cè)序？①

1、血液樣本

全血：這是最常見(jiàn)的樣本類型之一。血液中含有白細(xì)胞，其細(xì)胞核內(nèi)有完整的基因組DNA。通過(guò)提取白細(xì)胞中的DNA，可以進(jìn)行全基因組測(cè)序、全外顯子組測(cè)序等。例如，在遺傳病的基因診斷中，抽取患者的全血，提取DNA后，對(duì)與疾病相關(guān)的基因或整個(gè)外顯子組進(jìn)行測(cè)序，以尋找致病突變。

血漿/血清：其中含有游離的DNA（cfDNA）和RNA（cfRNA）。在**患者中，腫瘤細(xì)胞會(huì)釋放其DNA片段進(jìn)入血液循環(huán)，這些cfDNA被稱為循環(huán)**DNA（ctDNA）。通過(guò)對(duì)血漿中的ctDNA進(jìn)行測(cè)序，可以實(shí)現(xiàn)**的早期篩查、***過(guò)程中的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)等。例如，對(duì)于肺*患者，檢測(cè)血漿中的ctDNA來(lái)追蹤**的基因突變情況，為靶向***提供依據(jù)。 宏基因組測(cè)序是二代測(cè)序嗎？

二代測(cè)序——轉(zhuǎn)錄組測(cè)序的實(shí)驗(yàn)流程（上）

樣本采集和 RNA 提取

樣本采集需要考慮研究目的和樣本類型。例如，研究**組織的轉(zhuǎn)錄組，就要準(zhǔn)確獲取**組織樣本，同時(shí)比較好有對(duì)應(yīng)的正常組織作為對(duì)照。RNA 提取方法有多種，常用的如 Trizol 法，它可以有效地從細(xì)胞或組織中提取總 RNA，包括 mRNA、rRNA 和 tRNA 等。提取后的 RNA 質(zhì)量至關(guān)重要，需要通過(guò)瓊脂糖凝膠電泳或?qū)ｉT(mén)的 RNA 質(zhì)量檢測(cè)儀器來(lái)評(píng)估 RNA 的完整性和純度。

RNA 質(zhì)量檢測(cè)和定量

完整性方面，通常使用 RNA 完整性指數(shù)（RIN）來(lái)衡量。RIN 值越高（一般認(rèn)為 RIN > 7 是高質(zhì)量 RNA），說(shuō)明 RNA 完整性越好。定量方法主要有紫外分光光度法和熒光定量法。紫外分光光度法可以通過(guò)測(cè)量 RNA 在 260nm 和 280nm 處的吸光度比值來(lái)估計(jì) RNA 純度，比值在 1.8 - 2.0 之間表示純度較好。熒光定量法則是使用專門(mén)的熒光染料（如 Qubit）來(lái)更準(zhǔn)確地測(cè)量 RNA 濃度。

文庫(kù)構(gòu)建

首先要進(jìn)行mRNA富集，一般使用帶有poly-T的磁珠來(lái)特異性地捕獲mRNA，因?yàn)檎婧松飉RNA的3'端都有poly-A尾巴。然后將mRNA反轉(zhuǎn)錄為cDNA，再通過(guò)超聲或酶切等方法將cDNA片段化，片段大小通常在幾百個(gè)堿基對(duì)左右。之后在片段兩端連接上測(cè)序接頭，經(jīng)過(guò)PCR擴(kuò)增來(lái)增加文庫(kù)的量，使其達(dá)到可以上機(jī)測(cè)序的要求。

單細(xì)胞測(cè)序也是二代測(cè)序。廣東嘉安健達(dá)二代測(cè)序檢測(cè)

二代測(cè)序常用于醫(yī)學(xué)篩查或診斷。徐匯區(qū)嘉安健達(dá)二代測(cè)序原理

二代測(cè)序——轉(zhuǎn)錄組測(cè)序的實(shí)驗(yàn)流程（下）

測(cè)序

根據(jù)研究需求和預(yù)算選擇合適的測(cè)序平臺(tái)，如 Illumina 測(cè)序平臺(tái)。它的測(cè)序原理主要是邊合成邊測(cè)序（SBS）。在測(cè)序過(guò)程中，dNTP（脫氧核糖核苷三磷酸）帶有不同顏色的熒光標(biāo)記，當(dāng)新的 dNTP 加入到正在合成的 DNA 鏈時(shí)，通過(guò)檢測(cè)熒光信號(hào)來(lái)確定堿基類型，從而讀取 cDN**段的序列。測(cè)序深度（覆蓋度）也是一個(gè)重要參數(shù)，一般來(lái)說(shuō)，測(cè)序深度越高，檢測(cè)到的低表達(dá)轉(zhuǎn)錄本的概率就越大，但成本也會(huì)相應(yīng)增加。

數(shù)據(jù)分析

數(shù)據(jù)質(zhì)量控制是第一步，要去除低質(zhì)量的 reads（如含有較多不確定堿基 “N” 的 reads）和接頭序列。然后將高質(zhì)量的 reads 比對(duì)到參考基因組或轉(zhuǎn)錄組上，常用的比對(duì)軟件有 TopHat、STAR 等。在確定了 reads 的位置后，就可以計(jì)算轉(zhuǎn)錄本的表達(dá)量，常用的方法有 RPKM（Reads Per Kilobase of exon model per Million mapped reads）、FPKM（Fragments Per Kilobase of exon model per Million mapped fragments）等。此外，還可以進(jìn)行差異表達(dá)分析，找出在不同樣本條件下（如疾病組和健康組）表達(dá)量有***差異的轉(zhuǎn)錄本，用于后續(xù)的功能注釋和通路分析，了解這些轉(zhuǎn)錄本可能參與的生物學(xué)過(guò)程和信號(hào)通路。 徐匯區(qū)嘉安健達(dá)二代測(cè)序原理

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