据英国皇家化学会(RSC)2006年4月25日报道,美国研究人员利用源自太空探测的技术,成功开发出当时世界上最小的DNA测序装置。该设备仅需1飞摩尔(femtomole)的DNA样本即可完成测序,其直径仅为10厘米,内部集成了复杂的微型泵、电子管、加热器及电泳通路网络,这些组件最初是为在火星上探测生命迹象而设计的。
加利福尼亚大学伯克利分校的化学家理查德·马西斯(Richard Mathies)作为该项目的首席科学家,将这一微型测序工具应用于经典的桑格(Sanger)DNA测序技术。桑格测序法通过合成不同长度的DNA单链复制体,并在每个复制体的末端碱基上标记四种不同荧光染料之一,随后利用毛细管电泳根据长度分离这些片段,从而读取DNA序列。
该手动测序器创新性地将三个主要测序步骤——热循环(产生不同长度的DNA链)、样本纯化以及毛细管电泳分离——整合为一个全自动流程。由于装置尺寸极小,所需昂贵化学试剂的用量也大幅减少,显著降低了操作成本。传统DNA测序中,试剂费用往往是主要开支之一。
马西斯团队用该测序器测试了1飞摩尔的DNA模板,成功读取了最初556个碱基对,准确率高达99%。目前,他们正致力于进一步提升装置的灵敏度和精确性,以期能够对更微量的DNA样本进行测序分析。
伦敦皇家学院基因组学核心实验室负责人迈克尔·琼斯(Michael Jones)评价道:“这一新方法在桑格DNA测序技术的历史上树立了一个重要里程碑。只需将模板DNA、引物和终止剂加入装置,然后喝着咖啡,在电脑屏幕前观察测序结果,这真是令人难以置信。”