说起“测序”, 不少人的首个反应为高昂的医疗费用账单, 或者科幻影片里的基因改造。事实上, 此项技术早就已渗入我们的生活, 从产前的筛查, 到癌症的早期筛查, 一直到家族溯源。它不单单是实验室当中的精密仪器, 更是解读生命蓝图的钥匙。回溯这几十载的历程, 仿若看一部科技的加速器, 速度愈发快, 成本呈断崖式下降, 然而精度却越来越高。
桑格法如何开启测序时代
起初的DNA测序, 是一场跟时间展开的漫长博弈。第一代测序技术,也就是众人所熟知的桑格法核酸测序技术的前世今生, 虽说原理精巧奇妙, 借助双脱氧核苷酸终止链的延伸, 然而效率着实不尽人意。一个实验室一年能够完成几个样本的测序, 就已然算是不错了, 更不用说像是整个人类基因组计划那般庞大的工程。彼时的测序, 是科学家们的体力劳动, 也是智力劳动, 每一行碱基序列的背后, 皆是放射线标记以及凝胶电泳的繁杂操作。
虽其速度迟缓, 然而桑格法所确立的准确性标准, 直至如今依旧堪称黄金准则, 它为后续的技术迭代筑牢了坚实根基, 使我们首回瞅见了生命的底层代码,那份逐字逐句读取基因组的耐心核酸测序技术的前世今生, 奠定了现代分子生物学的基础, 若没有当年的“慢工出细活”, 便不会有后来人类基因组计划的达成, 更不存在今日精准医疗的可能性。
高通量与纳米孔的革命
步入21世纪, 二代测序技术也就是NGS突然出现, 完全改变了游戏规则, 并行化处理致使测序成本从数十亿美元剧降至千元级别, 时间也由数年缩减到几天甚至几小时, 这种爆发式的进步, 使大规模人群基因组研究变为可能, 还推动了个性化医疗的生根落地。
现今, 诸如纳米孔测序这般的三代测序技术正处兴起阶段, 其不再需求对 DNA 进行扩增, 而是直接去读取长片段序列, 甚至可以实现在单分子水平上的实时性分析。这样一种具备便携、快速特性的技术, 能够使得现场即时检测变为现实。从针对深海微生物加以探索一直到突发传染病地实施监测, 测序技术的范畴在持续地拓展。我们正站立于一个全新的出发点, 目睹着技术是以怎样前所未有的速率, 去揭开生命最为隐秘的角落。
