微生物学通报 JAN 20, 2008, 35(1)：149~151
Microbiology ©2008 by Institute of Microbiology, CAS
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许冠东*（罗氏应用科学部 罗氏诊断产品有限公司 上海 200031）
摘 要: 焦磷酸法最早是应用在检测DNA甲基化和SNP位点分析的一项技术, 在2005年底, 此技术被用来进行基因组序列的测定, 已经成为下一代高通量测序中最成熟的一种技术。本篇文章着重介绍了采用焦磷酸测序法的罗氏公司最新一代高通量基因组测序系统GS FLX的技术原理, 操作过程和广泛的应用范围。
关键词: GS FLX, 焦磷酸测序, 高通量, 读长, 应用
GS FLX, the Leader in Next Generation Sequencer
XU Guan-Dong*
（Roche Applied Science, Roche Diagnostics (Shanghai) Limited, Shanghai 200031）
Abstract: Pyrosequencing technology is famous for its application in detection of SNP site and DNA me-thylation. At the end of 2005, pyrosequencing technology was used to sequence the whole genome and it has become the most developed next generation high-throughput sequencing technonlogy. In this article, we in-troduce the theory, operation process and wide application field of the second generation genome sequencer FLX system provided by Roche
Keywords: GS FLX, Pyrosequencing, High throughput, Read length, Application
2007年9月28日, 在《Science》国际顶级学 术期刊的网站上, 同时查询到3篇突破性的基础研究成果[1~3]。这3篇文章的研究对象和领域完全不同, 分别涉及了对人类基因组变异的研究, 蜜蜂社会性的进化讨论以及灭绝的古生物线粒体全序列的测定。然而它们的共同点是, 它们所使用的分析数据和实验结果都来自罗氏454 公司研发的高通量测序技术平台Genome SequencerTM。在1周的时间里就有3篇GS系统在不同研究领域的应用文章发表在《Science》上，累计已有近100篇Genome Se-quencerTM的应用成果发表在世界知名期刊上，说明454测序技术和GS系统在生命科学研究领域的广泛适用性。
Genome Sequencer FLX (GS FLX)系统是罗氏454 公司的第二代测序平台, GS FLX的命名正是来源于其多领域的灵活(flexible)应用。GS FLX系统在技术原理和性能方面的表现优越, 每个反应可以得到超过40万个序列读长, 单个序列的读长可达300bp, 一个测序反应就可以产出超过1亿个碱基信息。目前, Genome SequencerTM系统已经被世界上几乎所有从事基因组测序和相关结构功能研究的顶级实验室配备使用, 相信随着该系统性能和应用领域的不断提升和扩展, 必将带来整个测序领域的技术发展, 对大规模基因序列研究的相关应用领域产生巨大的推动作用, 例如基因组学、比较基因组学、转录组分析和基因调控等。
1 GS FLX系统超高通量测序技术原理
与GS 20一样, GS FLX系统的测序原理也是基于焦磷酸测序法, 一种依靠生物发光进行DNA序列分析的新技术; 在DNA聚合酶, ATP硫酸化酶, 荧光素酶和双磷酸酶的协同作用下, 将引物上每一个dNTP的聚合与一次荧光信号释放偶联起来 (图 1)。通过检测荧光信号释放的有无和强度, 就可以达到实时测定DNA序列的目的。此技术不需要荧光标记的引物或核酸探针, 也不需要进行电泳; 具有分析结果快速、准确、高灵敏度和高自动化的特点。
图1 GS FLX高通量测序方法原理示意图
Fig.1 Sequencing principle of GS FLX system
