淡江大學『化學與生活--化學、醫藥與社會』

新一代DNA定序技術

作者：駐美國台北經濟文化代表處科技組　現職：駐美國台北經濟文化代表處科技組

文章來源：http://www.massgenomics.org/2008/09/next-gen-sequencing-at-mayo.html

發佈時間：97.11.03

九月份在美國 Mayo 臨床醫學中心舉辦了一場關於新一代定序技術的研討會，探討定序技術在基因表達圖譜(gene expression profile)、基因重組 (gene rearrangement)、拷貝數變異(copy number variation)、染色體免疫沉澱-定序(ChIP-seq)、甲基化(methylation)、微生物基因體(microbial genomics)及大分子基因特性分析等研究上之應用。

其中，研討會主要的焦點著眼於如何運用新一代DNA定序技術於罕見變異之偵測 (rare variant detection)。生物醫學科學家的目標是希望發展出一種早期偵測癌症病變的臨床檢驗技術，希望由病人血液、口水、糞便、尿液等樣本中偵測出這些檢體中少量癌細胞中所攜帶的體細胞突變。突變細胞與正常細胞的比例 (mutant to wild type ratio) 在早期癌症階段應是偏低的，然而只要癌細胞在檢體中達到一定的量，理論上應仍可偵測到。

新一代DNA定序技術另一個重要的應用是在偵測粒腺體DNA的突變 (detection of heteromorphisms in mitochondrial DNA)。粒腺體是細胞中獨立的胞器，具備特有的粒腺體基因體 (mitochondrial genome)。由於粒腺體DNA缺乏組蛋白 (histone) 的保護，且粒腺體缺乏有效的DNA修復機制，因此粒腺體基因體的突變率較一般細胞核DNA的突變率高出許多，且有些累積之突變可遺傳至子代。現在已知有許多疾病與粒腺體突變有關，例如腦部病變(encephalopathies) 、神經系統病變(neuropathies) 、 氧化磷酸化異常(oxidative phosphorylation disorders) 及糖尿病 (Type II diabetes) 等。相較於病患體內細胞全基因體的規模，粒腺體基因體具備規模極小(僅16kb) 的優勢，新一代定序技術將可極具效率地偵測粒腺體DNA的突變。

此外，研討會最終也報告了Mayo 臨床醫學中心利用3’端標誌定序進行轉錄圖譜分析的技術。他們發展出的方法，可以用包含polyadenylated 及 non-poly A的技術分析基因表達圖譜，每一個様本分析所須之費用約為3000美元。