我國學者在DNA測序方法與技術上取得重要進展

　　在國家自然科學基金項目（項目編號：21327808，21525521）等資助下，北京大學黃巖誼課題組日前在DNA測序方法與技術上取得重要進展，發展一種全新概念的測序方法—糾錯編碼測序法（簡稱ECC），該方法采取一種獨特的邊合成邊測序（SBS）策略，利用多輪測序過程中產生的簡并序列間的信息冗余，大幅度增加了測序精度。研究成果于2017年11月6日發表在Nature Biotechnology（《自然-生物技術》）期刊上。

圖. 全新設計的核苷酸底物通過聚合酶的延伸反應產生熒光產物用于測序

　　序列信息的冗余來自黃巖誼團隊新發展的“對偶堿基熒光發生”SBS測序流程，該流程通過全新設計的特殊測序反應底物，對待測DNA序列進行三輪獨立的SBS測序，繼而產生三條互相正交的簡并序列編碼。這三條編碼可互為校驗，后續不但能夠通過解碼推導出真實堿基序列信息，而且具備對單輪測序錯誤位點的校正能力。這種編碼和解碼策略已被廣泛應用在其它科學領域中，用于有效檢測和糾正錯誤。此次黃巖誼團隊在測序技術中首次引入冗余編碼概念，通過和低錯誤率的熒光發生測序技術相結合，在實驗室搭建的原理樣機上獲得了單端測序超過200堿基讀長無錯誤的實驗結果。在ECC測序中，黃巖誼團隊首先從化學原理上對熒光發生測序技術中的熒光標記分子進行了結構優化，設計合成了具有不同波長、更優性能的測序底物分子，并對聚合酶參與的各階段反應動力學進行了細致的測量和建模。在深入理解熒光發生測序化學反應速度、完成度、副反應等關鍵技術細節的基礎上，構建了精確的測序信號失相模型并提出了次級延伸理論，并據此開發出算法軟件對測序反應失相過程做出了合理簡化使其具備實用性。