测序新方法：直接“阅读”核酸序列

德国科学家最近发明一种新的核酸测序方法，该法基于拉曼光谱（Raman spectroscopy ）和原子力显微镜（atomic force microscopy）设计，就像一个高倍显微镜一样直接“阅读”核酸的序列。该方法通过极小的镀银玻璃极头扫描核酸片段，激发独特的拉曼光谱，最终将这些光谱转换为核酸序列。该技术若能成功应用，将为研究许多基本的生物学功能和进行个性化治疗提供一个强大的工具。

　　生物通报道：德国多特蒙德分析科学研究院（Institute for Analytical Sciences，IASS）的科学家最近发明了一种全新的核酸测序方法。该方法基于拉曼光谱（Raman spectroscopy ）和原子力显微镜（atomic force microscopy），与以往核酸测序方法的最大区别是：它能够直接“阅读”核酸链上的碱基序列。

提起DNA测序，人们第一个反应就是那些复杂而庞大的设备。尽管DNA序列只有简单的A、T、G、C四个字母，但人们要阅读由这些字母组成的遗传信息，可不是件容易的事情，以至于进行人类基因组计划等浩大的工程，需要国际间的通力合作才顺利完成。

目前，最常用的核酸测序方法都是基于桑格所发明的双脱氧链终止法的，这些方法虽然精确度很高，但样品需求量大，试剂复杂，操作繁琐。核酸测序是分子生物学研究中使用极为频繁的技术，如果能够像拿着放大镜一样直接地“阅读”核酸链上的字母，那将会给科研工作、医疗诊断带来极大的便利。

然而，DNA或RNA链的宽度仅有2纳米，那么这种能够阅读核酸序列的放大镜，其放大倍数一定要非常非常大。这能做得到吗？IASS的Volker Deckert研究小组给出了答案：完全可以。Deckert等首先利用原子力显微镜成功完成了对RNA的测序。

在原子力显微镜下，极小的镀银玻璃极头扫描RNA链，此时聚焦在极头上的激光会激活对应的部分RNA链，使之发生振动。这种振动产生的散射光谱，即拉曼光谱，包含着该RNA片段分子结构的精确信息。每个核酸片段都以不同的方式振动，因此会产生独特的光谱“印记”。

该方法的精度没有达到，实际上也没有必要达到单个碱基的水平。极头可以在核酸链上按一定的距离逐段祝段地扫描，相邻的碱基会产生重叠的光谱，根据这些信息最终就可以推导出核酸链的序列。

这种方法也可以延伸应用到DNA的测序上。它仅仅需要一条DNA单链就可以进行测序了。Deckert表示，DNA测序会变得超级简单，就跟超市中商品条形码识别一样简单。

如果该项技术能够成功应用，核酸测序将不再是花费昂贵而又令人生厌的重复劳动，人们可以利用它来了解更多物种、更多个体的遗传信息，为研究许多基本的生物学功能和进行个性化治疗提供一个强大的工具。（生物通，揭鹰）

延伸阅读：
Deckert Volker and Bailo Elena. Tip-Enhanced Raman Spectroscopy of Single RNA Strands: Towards a Novel Direct-Sequencing Method. Angewandte Chemie International Edition. doi: 10.1002/anie.200704054