ABI SOLiD(Sequencing by Oligo Ligation Detection)测序技术

一、测序流程

  • 制备片段化或者双末端DNA文库;
  • 乳液PCR/微珠富集;
  • Beads loading 到芯片上;
  • 连接酶测序:SOLiD连接反应的底物是8碱基单链荧光探针混合物。连接反应中,这些探针按照碱基互补原则与单链DNA模板链配对。这样经过五轮测序反应后便可以得到所有的碱基序列。
  • SOLiD采用双碱基编码矩阵。

二、SOLiD片段文库

  • P1、P2文库接头:进行5'末端无磷酸化处理,防止P1与P2接头自连;
  • PCR反应中进行切口平移——Nick-translate;之后再进行变性、退火等过程;
  • Platinum® Pfx DNA Polymerase具有3' to 5' 外切酶活性和5' to 3' 聚合酶活性。

三、SOLiD末端配对文库

  • 连接Internal adapters,再进行环化,其他分子通过线性酶切消化;
  • Internal接头上有限制性酶切位点,切出接头两侧各27nt的跨度,只捕获含Internal接头的序列,之后再连接P1和P2接头,再进行Nick-translate.;Internal接头两侧25nt的序列即是目标测序序列(PE25)。
  • 获取常见的pair end信息;
  • 获取更长的read信息:
    1.正常打断几kb~10几kb;
    2.末端修复连接Internal接头(含有生物素标记信息),接头两侧各有一个Nick——可在T7酶和S1酶作用下进行平移和单链消化;
    3.可通过控制温度和时间控制缺口的长度,可获得更长的文库序列。

四、文库模板结构

  • Fragment Library:3'5'读长50bp;5'3'读长25bp(效率和准确性更低);
  • Mate-Paired Library:中间有Internal接头,两侧读长可达50bp甚至更长,Mate pair tag比对回基因组的位置更长;
  • Barcoded Fragment Library:Barcode在P2接头引入,用以区分样本,提高测序通量。

五、乳液PCR——“一液滴,一磁珠,一模板”

  • 通过乳液PCR使模板在磁珠上扩增形成单克隆的DNA分子簇,并通过分子杂交和差速离心的方法对模板磁珠进行收集,经过修饰之后固定在flow cell上进行测序。

六、ABI SOLiD连接测序原理

  • 探针含有8个碱基,探针的5'末端标记了1种颜色的荧光染料。探针3’端1 ~ 5位为随机碱基,其中第1、2位构成的碱基对表征探针染料类型,而3 ~ 5位的“n”为随机碱基,6 ~ 8位的“z”是可以和任何碱基对配对的特殊碱基。SOLiD测序反应的每一轮测序都会连接第1 ~ 5位的碱基,同时切除第6 ~ 8位碱基,同时记录下第1~2位碱基决定的荧光颜色。
  • 一轮反应后只有探针上5个碱基连接到目标序列上,下一轮测序即是6 ~ 7号位的碱基信息。每轮测序有3个碱基的gap。
  • 第六轮后加入新的测序引物(长度相对前5轮的引物长度为n-1个碱基),这样与前面一轮大循环(5轮反应)有一个碱基的错位,相当于一个碱基测了两次。
  • 可通过单色荧光或者双色荧光信号改变来确定是SNP或者Sequencing error。
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