全面解读MinION纳米孔测序技术及应用_纳米孔单分子测序

全面解读MinION纳米孔测序技术及应用
link：https://www.seqchina.cn/467.html 【测序中国】
paper：The Oxford Nanopore MinION: delivery of nanopore sequencing to the genomics community
https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/27887629/

纳米孔测序技术是近几年兴起的新一代测序技术。目前测序长度可达150kb。这项技术始于90年代，经历三个主要技术革新：一、单分子DNA从纳米孔通过；二、纳米孔上的酶对测序分子在单核苷酸精度的控制；三、单核苷酸的测序精度控制。目前市场广泛接受的纳米孔测序平台是Oxford Nanopore Technologies（ONT）公司的MinION纳米孔测序仪。它的特点是单分子测序，测序读长长（超过150kb），测序速度快，测序数据实时监控，机器方便携带等。本综述重点总结MinION测序仪的技术特点和应用领域。

一、 MinION测序技术简介

MinION纳米孔测序仪的核心是一个有2048个纳米孔，分成512组，由专用集成电路控制的flow cell。测序原理见图1a所示：首先，将双分子DNA连接lead adaptor（蓝色），hairpin adaptor（红色）和trailing adaptor（棕色）；当测序开始，lead adaptor带领测序分子进入由酶控制的纳米孔，lead adaptor后是template read（即待测序的DNA分子）通过纳米孔，hairpin adaptor的作用是DNA 双链测序的保证，然后complement read（待测序分子的互补链）通过纳米孔，最后trailing adaptor通过。在上述测序方法中，template read和complement read依次通过纳米孔，利用pairwise alignment，它们组合成2D read；而在另一种测序方法中，不使用hairpin adaptor，只测template read，最终形成1D read。后一种通量更高，但测序准确性低于2D read。每个接头序列（adaptor）通过纳米孔引起的电流变化不同（图1c），这种差别可以用来做碱基识别。