扩增、测序与核酸分析

桑格测序(Sanger sequencing)

/ SANG-er /

读出DNA链上碱基的精确顺序——真正把A-T-G-C-C-A这样一个个拼出来——是分子生物学的核心任务。第一个能干净可靠地做到这件事的方法由弗雷德里克·桑格于1977年发明,几十年里它就是读DNA的方式。它建立在一个精妙的诀窍上:复制DNA,使副本在随机而可控的位置上停下,再按长度把它们排序。

你用DNA聚合酶复制未知链,但在反应里掺入一小部分特殊的“链终止”碱基(双脱氧核苷酸),它们一旦被加上,就阻止再接任何碱基。于是新链不断延长,直到偶然掺入一个终止子才停下。在大量分子中,这就产生了一梯子各种可能长度的片段,每个都以一个终止子结尾。当四种终止子带上四种不同的荧光颜色,并把片段按长度分开(最短在前),从短到长依次读颜色,就直接拼出了序列:长一个碱基的那个片段的颜色,告诉你下一个碱基是什么。

桑格测序一次读一个模板,产生一段约500到1000碱基的高质量“读长”。它是最初人类基因组计划的引擎。尽管下一代方法如今以低得多的成本承担了大规模测序的主体,桑格测序却远未过时:它的准确度和更长的单次读长,使它成为确认单个基因、检查克隆、或验证可疑的下一代结果时受信赖的标准。它是那种细致、定论性的读取,而非大批量生产的那种。

为确认一个克隆,实验室把它送去做桑格测序,收回一条由彩色峰构成的清晰图谱:绿、绿、蓝、红、蓝……从左到右读,这些峰拼出A-A-C-T-C,是那段DNA毫不含糊的读取。

按长度排序片段、读出它们的颜色,就拼出了序列。

尽管有下一代方法,桑格测序并未过时——它长而高度准确的单次读取,至今仍是确认单个基因、克隆或可疑变异的金标准;新方法胜在规模和成本,而非单次读取的质量。

又称
chain-termination sequencingdideoxy sequencing双脱氧测序鏈終止定序