第二代基因组测序

——Next-generation genome sequcing

作者：Michal Janitz

出版：Wiley-Blackwell

索书号：Q78/N567/2008/Y

ISBN ：978-3-527-32090-5

作为一种重要的实验技术，DNA测序（DNA sequencing）在生物学研究中有着广泛的应用。Sanger在1977年发明的末端终止测序法在测序技术中具有里程碑的意义。A.M.Maxam和W.Gilbert在同年发明了化学降解法。至今为止，测序技术迅猛发展，然而，随着科学技术的大力发展，尤其是基因组时代的到来使得传统的测序方法已经不能满足研究学者科研的需要，模式生物转录组分析、non-coding RNA分子研究以及高通量大规模的SNP分析对于费用更低、速度更快并且通量更高的测序方法的需求更为迫切，因此，第二代测序技术（Next-generation sequencing）应运而生。2005年，Roche 454测序仪的商业化应用标志着第二代DNA测序技术的开始。第二代DNA测序技术的技术平台主要包括Roche/454 FLX、Illumina/Solexa Genome Analyzer和Applied Biosystems SOLiD system，其核心思想是边合成边测序（Sequencing by Synthesis)，即通过捕捉新合成的末端的标记来确定DNA的序列。第三代测序技术是指单分子测序技术。DNA测序时，不需要经过PCR扩增，实现了对每一条DNA分子的单独测序。

RNA-Seq是最近发展起来的一种基于第二代深度测序技术的转录组分析方法，与EST、SAGE和CAGE相比，具有高通量的优势。一般来说，Illumina、SOLID以及454等测序平台都可以用来生成RNA-Seq，而RNA-Seq的序列长度取决于所用的测序平台，一般在30-400bp。与传统技术手段相比，RNA-seq更具有优势。例如，RNA-Seq由于不依赖现存的基因组测序序列，可以直接用于高通量分析转录组数据，不会像基因芯片那样产生较高的背景信号。目前为止，在拟南芥、酵母、小鼠以及人类中，RNA-Seq技术已经开始被广泛应用。

《第二代基因组测序》一书是Wiley-Blackwell在2008年出版的，由Michal Janitz编写。Michal Janitz博士是柏林马克斯普朗克分子遗传学研究所脊椎动物基因组学系的组长，他的科研兴趣集中在利用细胞阵列和纳米微孔寡核苷酸指纹技术进行高通量功能基因组学相关技术的开发。在加入MPIMG之前，Janitz博士是柏林德国风湿病研究中心的博士后，他还获得了MHC II类启动子多态性功能分析方面的博士学位。他是德国国家基因组研究网络和Gerson Lehrman集团医疗和生物医学委员会的成员。

《第二代基因组测序》由来自工业界和学术界的领先专家撰写，这第一个单一的综合资源介绍了第二代DNA测序技术的最新发展及其对基因组研究、药物发现和卫生保健的影响。因此，它提出了一个详细的比较分析的商业可用的平台，以及洞察的替代，新兴的测序技术。此外，这本书不仅涵盖了DNA测序技术的原则，而且还涉及社会、伦理和商业方面，个性化医疗的概念和五年的DNA测序展望。

《第二代基因组测序》一书共有五个部分，内含18章。第一部分是第1章，简单介绍了Sanger DNA测序。第二部分是第2章到第5章，介绍了针对个性化医疗的第二代测序。第三部分是第6章到第7章，介绍了测序数据分析的瓶颈。第四部分介绍的是测序技术兴起，包括第8章到第12章。第五部分是第12章到第18章，介绍了真正整合的基因组分析的第二代测序。

《第二代基因组测序》一书介绍了基因组测序常用方法，内容详尽，思路清晰，除此之外，还包括一些其他的特点：

1、具有实用性。《第二代基因组测序》一书主要针对生物信息学学中用到的序列分析方法，内容单一却不单调，利用实际案例介绍测序的方法与过程，编写的中心明确，具有实用性。

2、构思巧妙，图文并茂。该书在编写的过程中常穿插介绍实际案例，并且配有大量插图，这些特殊的案例便于读者理解建模方法，同时插图与内容图文并茂，不仅让读者在阅读过程中更加清晰明了，还能增加读者阅读的趣味性。

3、条理清晰。在该书的末尾设有附录和主题词索引，附录包括了分子生物学的基本概念的回顾，而索引又将相关比较重要的词汇都罗列出来，并予以注释在文中的页码。这大大方便了读者在阅读该书之时对知识和词汇的掌握和搜寻。可以激发学生的学习兴趣或者为想要了解相关知识的人员提供了途径。

总的说来，《第二代基因组测序》是一本出色的生物信息学教材，主要讲解了第二代基因组测序的方法和原理，是一本不可多得的参考读物。

前言

作者列表

第一部分 Sanger DNA测序

1 Sanger DNA测序

第二部分第二代测序：针对个性化医疗

2 Illumina Genome Analyzer II系统

3 SOLID系统的生物系统应用：基于延伸的测序

4 第二代基因组测序：454/Roche GS FLX

5 聚合酶克隆测序：历史、技术以及应用

第三部分瓶颈：测序数据分析

6 第二代测序数据分析

7 第二代软件DNASTAR

第四部分测序技术兴起

8 实时DNA测序

9 利用TEM对Z型DNA分子直接测序

10 一种应用于DNA映射和分子单倍体的DNA分子条码方法

11 光学测序：从绘制的单分子模板中获取

12 基于微芯片的Sanger DNA测序

第五部分第二代测序：真正整合的基因组分析

13 用于转录组和基因组分析的成对末端双标记的复合测序

14 利用454测序平台的古基因组学

15 ChIP-seq：蛋白质-DNA互作映射

16 利用下一代测序的微RNA探索及表达策略

17 DeepSAGE：利用微阵列的标签依赖的转录组分析

18 新基因组与个人基因组信息：伦理问题

索引

（武汉大学生命科学学院研究生李丛）