2012年2月,生物技术公司Oxford Nanopore公开了其研发的USB大小DNA测序系统MinION,同时公开的还有测序平台GridIO,引发业界轰动。Oxford Nanopore声称利用这两种测序平台可以在几个小时内完成一个人类全基因组的测序,而其背后的测序原理也相当的简单:将DNA链穿过一个极其微小的孔,然后利用每个碱基上不同的电信号来进行碱基识别。
这两种测序系统的运行机制相同,而当你将多台这样的机器联合使用时,它们还可以分工合作,效率变得更高。如果要在15分钟内完成一个人类全基因组的测序,大约需要20个GridION同时运行8000个纳米孔。Businessinsider网站以图解方式简单解释了GridION的测序过程:
1. 首先收集待测序的DNA样品。样品可以是人类DNA、细菌或其他生物的DNA。
2. 在进行非常简单的样品准备操作后,将DNA样品装入一个样品盒。这个样品盒上设计有一定数量的分隔的样品池,每个池中有一个纳米孔。在的样品盒中装载有样品运行所需的所有试剂。
3. 将GridION的样品盒插入到测序仪中。该仪器可全自动运行。
4. 在DNA被测序之前,溶液中带电的分子以设定的速率穿过纳米孔。
5. 在样品盒中,DNA链与酶复合物吸附至纳米孔的上部。
6. 当DNA链通过纳米孔的时候,原本由带电分子穿过纳米孔而形成的电流被阻断。在纳米孔的下方,溶液中有一种探针可以检测到这种电流的变化。
7. 四种不同碱基所带来的这种电流的变化是不一样的。这种电流变化被被计算机转变为DNA碱基信号。