“你能相信他們讓DNA測(cè)序儀的大小與訂書(shū)機(jī)相當(dāng)嗎?” Meni Wanunu博士問(wèn)道。“二十年前瘋狂的想法現(xiàn)在正在發(fā)生!”

東北大學(xué)物理系助理教授Wanunu博士肯定并不孤單。DNA測(cè)序領(lǐng)域充滿(mǎn)了足夠瘋狂的想法。我們現(xiàn)在擁有的技術(shù)使用發(fā)光分子發(fā)出的光來(lái)確定DNA序列的正確順序，以及利用電流破譯基因組的手機(jī)大小的設(shè)備。

“國(guó)家人類(lèi)基因組研究所(NHGRI)基因組科學(xué)部主任Jeffery Schloss博士說(shuō)：”基因組的某些部分仍然是隱藏的，或者很難用現(xiàn)有方法進(jìn)行分析。“如果我們看不到那里有什么，那么我們就無(wú)法了解它是如何運(yùn)作的。仍然需要新技術(shù)。”

為此，NHGRI獲得了670萬(wàn)美元的新研究資助，用于開(kāi)發(fā)比我們已有的更靈敏，更快速，更便宜和更準(zhǔn)確的DNA測(cè)序技術(shù)。這些新獎(jiǎng)項(xiàng)是2004年通過(guò)基因組技術(shù)計(jì)劃開(kāi)始的投資的重新組合。

“直接RNA測(cè)序是這些新獎(jiǎng)項(xiàng)中特別令人興奮的方面之一，”NHGRI基因組技術(shù)項(xiàng)目項(xiàng)目主任Michael Smith博士說(shuō)。“該獎(jiǎng)項(xiàng)旨在通過(guò)廣泛的生物醫(yī)學(xué)和生物學(xué)研究開(kāi)展RNA功能的新研究。”

存儲(chǔ)在我們DNA中的信息被轉(zhuǎn)換成RNA轉(zhuǎn)錄本，其中包含許多生物學(xué)功能，包括制作蛋白質(zhì)的基本說(shuō)明。RNA是基因組的必需產(chǎn)物，在一個(gè)角色中，它直接決定了我們身體每個(gè)細(xì)胞中產(chǎn)生蛋白質(zhì)的程度和程度。然而，盡管有許多嘗試開(kāi)發(fā)直接測(cè)序RNA的技術(shù)，但它仍然隱藏著許多神秘的東西。

目前的方法，使用下一代DNA測(cè)序來(lái)表征在給定時(shí)間表達(dá)的所有轉(zhuǎn)錄物(統(tǒng)稱(chēng)為轉(zhuǎn)錄組)，涉及中間步驟，研究人員必須將RNA轉(zhuǎn)換為互補(bǔ)DNA(cDNA)，以便進(jìn)行當(dāng)前的測(cè)序機(jī)器可以讀取它。這是一個(gè)不完美的復(fù)制過(guò)程，當(dāng)與短序列讀數(shù)相結(jié)合時(shí)，導(dǎo)致一些轉(zhuǎn)錄本比其他轉(zhuǎn)錄本更容易測(cè)序，并且難以將轉(zhuǎn)錄組難題重新組合在一起。這些限制最終導(dǎo)致基因表達(dá)和轉(zhuǎn)錄物多樣性的不精確和不完整的讀數(shù)。

此外，亞利桑那州立大學(xué)物理與化學(xué)教授Stuart Lindsay博士解釋說(shuō)，這種做事方式可能會(huì)完全錯(cuò)過(guò)閱讀RNA的化學(xué)修飾。這些化學(xué)修飾可改變表達(dá)基因的功能或改變其在細(xì)胞中的穩(wěn)定性。

直接測(cè)序RNA的新能力將使研究人員能夠處理一組全新的實(shí)驗(yàn)。這些實(shí)驗(yàn)不僅在研究實(shí)驗(yàn)室中廣泛應(yīng)用，而且在臨床中也有廣泛的應(yīng)用。

“使用直接RNA測(cè)序最引人注目的論點(diǎn)是精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)，”Wanunu博士說(shuō)，他的獎(jiǎng)金將用于克服與直接RNA測(cè)序相關(guān)的一些挑戰(zhàn)。“我們已經(jīng)可以對(duì)一個(gè)人的基因組進(jìn)行測(cè)序，這60億個(gè)字母會(huì)告訴你很多關(guān)于它們的信息，但轉(zhuǎn)錄組可以補(bǔ)充這一點(diǎn)。”

Lindsay博士同意：“在某些情況下，轉(zhuǎn)錄組可能比基因組更具醫(yī)學(xué)信息，”他說(shuō)。“癌細(xì)胞中的基因表達(dá)將與正常細(xì)胞中的基因表達(dá)不同。”

博士。Wanunu和Lindsay并不是唯一一個(gè)能夠解決問(wèn)題的創(chuàng)造性方法。通過(guò)一項(xiàng)名為“新型核酸測(cè)序技術(shù)開(kāi)發(fā)計(jì)劃”(以前稱(chēng)為“高級(jí)測(cè)序技術(shù)獎(jiǎng)”計(jì)劃)的計(jì)劃，總共獲得了六個(gè)新獎(jiǎng)項(xiàng)。這些項(xiàng)目側(cè)重于核酸測(cè)序中的各種問(wèn)題，例如專(zhuān)注于直接RNA測(cè)序的工作，以進(jìn)一步改進(jìn)基于納米孔的DNA測(cè)序。

“這個(gè)特別的計(jì)劃在很多方面都是獨(dú)一無(wú)二的，”Wanunu博士說(shuō)。“它支持來(lái)自不同科學(xué)背景的人們，從化學(xué)家，物理學(xué)家，工程師到生物學(xué)家。我們?cè)谶@個(gè)領(lǐng)域面臨的挑戰(zhàn)是非常真實(shí)的。感謝NHGRI，該計(jì)劃將繼續(xù)創(chuàng)造奇跡，以改善核酸測(cè)序技術(shù)“。