16.Nanopore测序

Oxford Nanopore Technologies公司所开发的纳米单分子测序技术与以往的测序技术都不同，它是基于电信号而不是光信号的测序技术，该技术的关键之一是：他们设计了一种特殊的纳米孔，孔内共价结合有分子接头。

原理

在自然界中，有一种可以嵌入到细胞膜中作为离子或分子通道的跨膜蛋白，具有天然的蛋白纳米孔。经过人为基因工程修饰后的reader蛋白被嵌入到高电阻率的 Membrane （人工合成的多聚物膜），膜两侧是离子溶液，在两侧加不同的电位，离子就会在孔中流动，形成电流。在 Nanopore 文库构建时，需要在接头上连接一种用于将DNA或RNA分子推入纳米孔中的motor蛋白。当构建好的文库流经Nanopore测序芯片的时候，芯片上的tether蛋白锚定DNA或RNA链，防止在溶液中飘动，并使其进入纳米孔中。此时解开的其中一条链会穿过蛋白质孔，它在通过蛋白孔时，会对膜两边离子的稳定流动产生扰动。不同的碱基，对离子流的影响不同，也就会产生不同的电流大小，进而产生电流信号，灵敏的电子设备检测到这些变化经过计算机软件识别后，推断出碱基类型，完成测序。纳米孔测序（和其他第三代测序技术）有望解决目前测序平台的不足。

Nanopore测序

特点

纳米孔测序的主要特点是：读长很长，大约在几十kb，甚至100 kb；错误率目前介于1%至4%，且是随机错误，而不是聚集在读取的两端；数据可实时读取;通量很高(30x人类基因组有望在一天内完成)；起始DNA在测序过程中不被破坏；以及样品制备简单又便宜。理论上，它也能直接测序RNA。纳米孔单分子测序计算还有另一大特点，它能够直接读取出甲基化的胞嘧啶，而不必像传统方法那样对基因组进行bisulfite处理。这对于在基因组水平直接研究表观遗传相关现象有极大的帮助，并且改方法的测序准确性可达99.8%，而且一旦发现测序错误也能较容易地进行纠正。