人類基因組代表了人體的全部遺傳信息。近年來，隨著基因測序技術的提升，測序成本正在飛速降低，基因組數據也變得更容易獲得。這使得基因組學在精準醫(yī)學、實驗室研究和法醫(yī)學等各個領域得到了更廣泛的應用。雖然基因組學已經取得了諸多成果，但基因組學在某些領域的垂直應用仍是至關重要的。

       例如，細胞系污染是如今學術、臨床和商業(yè)應用中廣泛存在的問題，這很可能導至某些已發(fā)表的生物學研究無法被其他學者復制，成為不可重復研究。重復性已經成為目前生物醫(yī)學研究中面臨的重要問題，僅在美國每年因此所造成的損失便高達280億美元。究其原因，一部分原因便在于生物醫(yī)學研究的人類細胞很難用顯微鏡進行區(qū)分。為了避免細胞系污染，通常情況下，當科研人員需要對細胞系進行鑒定時，他們會使用細胞STR檢測技術，并將樣品寄送到相關中心，這可能會花費兩周的運輸和分析時間才能得出結果。在這段時間內，以前的低水平的污染很可能會成為主要的污染，因此，在實驗室內部進行樣本的實時鑒定有著重要意義。近日的一項研究成果表明，一項基于Oxford Nanopore公司MinION測序儀的新方法或許可以幫助科學家鑒定正在處理的細胞，進而幫助解決研究重復性的問題。

       2014年，Oxford Nanopore公司推出了***款商業(yè)化的納米孔測序儀——MinION。它的大小、速度和可攜帶性為DNA測序開辟了許多新用途，考慮到它的優(yōu)勢，這種測序儀很適合用于檢測環(huán)境中的病原體，如對流感、瘧疾、肺結核等進行快速監(jiān)測?，F在，來自紐約基因組中心的研究人員開發(fā)了一種利用便攜式單分子測序儀快速鑒定人類DNA樣本的新方法，名為“MinION sketching”。據了解，這種方法基于Oxford Nanopore公司MinION測序儀和貝葉斯算法，將通過測序發(fā)現的隨機突變與已知基因組數據庫進行比較，可在大約3分鐘的測序過程中利用60到300個隨機SNP識別出人類DNA，幾乎實現了實時的DNA鑒定。相關研究于近日發(fā)表于開放獲取期刊eLife，論文題為“Rapid re-identification of human samples using portable DNA sequencing”。

       這種近乎實時的DNA識別方法進一步拓寬了MinION測序儀的應用道路，并可以幫助科研人員充分利用當前生物組織、細胞系和個體基因組的參考數據。其應用范圍從識別錯誤標記和污染細胞系到識別大規(guī)模災害的受害者，有著廣闊前景。更重要的是，相對于目前的細胞系認證方法，該方法更為快速、強大，并可能有助于減少人類細胞和組織培養(yǎng)中混合及污染造成的不可重復研究。

       在MinION sketching方法中，研究人員首先需要應用便攜式單分子測序儀MinION對DNA進行測序，然后將基因變異與參考數據庫進行比較，并利用貝葉斯算法計算被分析樣本與查詢數據庫中條目的匹配（或不匹配）概率，該算法孩會在分析更多標記時更新匹配的概率。同時，這種方法特別避免了使用PCR技術，減少了樣品制備時間和操作的步驟，避免了人類特有引物所引起的誤差，貝葉斯算法也對低覆蓋度和易錯測序的噪聲進行彌補。

       為了驗證該方法，研究者建立了兩個大型參考數據庫，其中一個數據庫包含31,000人的全基因組基因分型陣列數據，主要來自于多個DTC基因檢測公司（如23andMe、AncestryDNA和FamilyTree DNA）；另一個數據庫包括來自癌細胞系百科全書（Cancer Cell Line Encyclopedia，CCLE）的1,099個癌細胞系、約800,000個SNP基因分型陣列數據。

       利用***個參考數據庫，研究者測試了他們鑒定人類DNA樣本的能力。使用R7 MinIon試劑，研究人員利用110個SNP在13分鐘內鑒定了一名德系猶太-烏茲別克男性的樣本；當使用R9 MinIon試劑鑒定來自北歐女性個體和北歐-意大利-德系猶太男性個體的樣品時，時間縮短至不到5分鐘，并且只需98個SNP和134個SNP。研究者估計，MinION sketching方法可以利用91~195個SNP完成99.9%的匹配。

       隨后，利用第二個數據庫和R9 MinIon試劑，研究人員測試了他們如何確定受污染的細胞系。他們首先鑒定了單核細胞白血病菌株THP1，需要大約3分鐘時間和91個SNPs，然后將該菌株與另一份人類樣品等量混合。對于這個受污染的樣本，該算法沒有找到匹配的結果。他們進一步報告說，對于污染超過25％的樣本，該算法不會返回匹配的結果。

       毋庸置疑，相較于傳統(tǒng)手段，這種鑒定方法更為快速、便捷，而且僅需1000美元的啟動成本，幾乎可以實現細胞系的實時監(jiān)控。隨著該技術的推進和應用，這種技術或許可能在每年節(jié)省數十億的研究經費，***終加速科學進步。

但此技術同樣受到核酸提取的制約，因為儀器分辨的是核酸樣本，所以從活體樣本到核酸樣本，必須經過核酸提取純化的步驟。

       但配合核酸自動提取儀和磁珠法核酸提取試劑盒，可以很好的解決這一問題，同樣可以實現上下游的自動化銜接。

       吉恩特生產的生物磁珠，磁珠法核酸提取試劑盒，自動化核酸提取儀都是很好的產品選擇。