十大创新产品之NimbleGen序列捕获芯片

罗氏公司属下NimbleGen公司针对复杂的测序样本制备流程，推出了全新的解决方案。只需1块NimbleGen革命性的序列捕获芯片，就能捕获连续或分散的基因组区域，一步完成富集步骤，极大地节省了费用、人力和时间。创新的序列捕获芯片也被评为2008年度生命科学十大创新产品。

　　

新一代测序技术之所以迷人，是因为它一次运行几天就完成了我们若干人若干年才能完成的任务。不过在其风光的外表之下，也有着不为人知的艰辛。运行费用太高，这让众多想吃螃蟹的研究人员只能望而兴叹。连最知名的Sanger研究院都有些吃不消，更何况一般的研究人员。我们以前处理中最简单的PCR来举例说明一下。

如果你想对1000个基因（约7000个外显子）进行测序，那么你首先要设计并合成14000条PCR引物，扩增出目的片断。以每条引物10元的最优惠价格计算，这部分的费用大约是14万（注：本文列出的价格均为人民币）。另外，7000个PCR反应的费用姑且算作3.5万元。那么，仅仅是PCR这部分，费用就蹭地升到了18万左右。这还只是试剂的费用，人工呢？设计7000对引物，这可不是一般的工作量，每天设计100对，天天无休，也得两个月啊。还有痛苦的PCR过程，不出差错都要偷笑了。难怪有些机构买了新一代测序仪，却迟迟不敢开动。

看了这段话，估计有些想跃跃欲试的研究者开始泄气了。不过，科技的魅力就在于其不断创新，生命科学尤其如此。这不，罗氏公司属下NimbleGen公司就推出了全新的解决方案。只需1块NimbleGen革命性的序列捕获芯片，就能靶定上面7000个外显子，一步完成富集步骤，极大地节省了费用、人力和时间。

NimbleGen序列捕获芯片可是天字第一号，专门用于解决测序时样品制备的瓶颈。这种芯片可以量身定制，能捕获连续或分散的基因组区域，灵活性非常高。

NimbleGen序列捕获芯片的原理与一般的芯片类似，不过据罗氏的专家介绍，探针的长度会稍长一些。至于探针的具体信息，那就是NimbleGen的专利了，外人不得而知。捕获过程也很简单：基因组DNA被打断，然后与定制的序列捕获芯片杂交，没有杂交上的片断被洗掉。富集的目标群体随后被洗脱并扩增，就能用GS FLX进行高通量测序了。

NimbleGen序列捕获芯片的优势：

定向捕获基因组目标区  目前一块芯片最长可捕获5 MB的指定基因组区域，特异性和覆盖度都很高。

数据可靠  芯片上包含了对照探针，用于验证系统的性能。基于已知、独特的基因座，这些目标区域提供了对照基因座富集水平的定量测定方法。

你说，我捕获  每个人感兴趣的区域都不一样，只要你选择出想要捕获的区域，Roche NimbleGen就会设计并合成一块定制的序列捕获芯片。捕获区域可以是连续或非连续的基因组长片段、全外显组或其他任何区域。

省钱、省时又省事  有了这块芯片，什么引物设计、PCR，都抛到脑后吧，一次就得到了可直接用于测序的所有目标区域。与PCR方法相比真是省钱、省时又省事。

至于它的表现如何，我们让paper来说话。贝勒医学院是它的早期用户之一。Albert等人研究表明，序列捕获方法较之于以前的PCR方法是一种更简单、更精准、更高效、更经济的方法。通过一次实验，超过6,700个外显子可以被同时富集并分析，相当于达到5百万个碱基对的连续基因组区域。如果利用以前的方法，则可能需要耗费至少6个月的时间1。Okou等在1.7 Mb的区域中捕获>300 kb的编码区域。随后重测序的碱基检出率为99.1%，准确率为99.81%2。Hodges等用7块芯片总共捕获了204,490个外显子，基因组编码区域和邻近剪接位点的长度达44 Mb。捕获的片断在测序中产生了109 Mb的序列读长。目标外显子的平均富集度为237倍，超过50%产生了序列数据3。

序列捕获芯片能应用在外显子区域、大的基因座和候选基因群重测序上。许多疾病如癌症、心血管疾病、代谢失调等都涉及多个基因。选择性地富集基因组编码区域有助于我们了解复杂的遗传疾病。大的基因座的测序是发现和分析SNP及其分布的好方法。未来还可能应用在对重要的植物基因组分析上，例如分析数量性状位点。选择性富集也是对大规模基因群测序时的必经之路，如毒性研究、代谢信号基因群和ADME药物基因组学分析。

在了解了它的性能后，你一定更关心它的价格。如果你现在定制，那真是赶上好时机了。现在罗氏携手国家人类基因组南方研究中心推出“珠联璧合，倾情回馈”的特价活动。如果你只需序列捕获的服务，目前芯片的优惠价为24750元，而设计的费用为8250元。只需3万多块，就轻松完成了以前十几万才能完成的工作。再加上后面的454测序服务也只需13万元。你提供21ug的基因组DNA，并标明想要捕获的区域就OK了，交付给你的是最终的测序结果。最短的时间，最小的投入，实现发顶级杂志的梦想。

1. Albert TJ, et al. “Direct selection of human genomic loci by microarray hybridization,” Nature Methods 2007 Nov; 4(11):903-5.

2. Okou DT, et al. “Microarray-based genomic selection for high-throughput resequencing,” Nature Methods 2007 Nov; 4(11):907-9.

3. Hodges E, et al. “Genome-wide in situ exon capture for selective resequencing,” Nature Genetics 2007 Dec; 39(12):1522-7.

（生物通 余亮）