新一代测序（NGS）
什么是新一代测序（NGS）？
新一代测序（Next-Generation Sequencing，NGS）是一种高通量、大规模并行的测序技术，具备超高通量、可扩展性和高速运行等优势。该技术可在全基因组或特定 DNA/RNA 区域层面精确测定核苷酸序列。NGS 彻底革新了生命科学领域，使实验室能够开展多种广泛应用，以前所未有的深度研究生物系统。
传统的DNA测序技术已不能满足当今复杂的基因组研究问题对信息深度的需求。新一代测序弥补了这一空缺，成为解决这些问题的日常利器。
NGS应用
NGS技术彻底改变了科学家能够提出和回答的问题。创新的样本制备和数据分析选项可用于各类应用。例如，NGS使得研究人员能够：
- 快速对全基因组进行测序
- 对目标区域进行测序深度
- 利用RNA测序（RNA-Seq）来发现全新的RNA变异和剪接部位，或者在基因表达分析中定量mRNA
- 分析表观遗传学因素，例如全基因组DNA甲基化和蛋白质-DNA相互作用
- 对癌症样本进行测序，研究稀有体细胞变异、肿瘤亚克隆等
- 研究人体或环境中的微生物多样性
- 鉴别新病原体
Illumina NGS 是如何工作的？
Illumina NGS技术与经典的桑格链终止法采用了完全不同的方法。它利用了合成测序（SBS）化学技术——通过追踪DNA链复制过程中标记核苷酸的添加——以大规模并行的方式进行测序。
新一代测序技术能够产生大量的DNA测序数据，相比传统的桑格测序，它不仅成本更低，而且耗时更少。Illumina测序仪可以在单次运行中提供从300千碱基到多个太碱基不等的数据输出，具体取决于仪器类型和配置。
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NGS的关键优势
可实现全基因组测序
人类基因组计划使用毛细管电泳进行桑格测序，耗时10年，花费近30亿美元。
相比之下，新一代测序让普通研究人员也能进行大规模全基因组测序（WGS）。它使科学家能够在单个测序实验中分析完整的人类基因组，或每年对成千上万个基因组进行测序。
表达图谱广泛的动态范围
基于NGS的RNA-Seq是一种强大的方法，它让研究人员能够突破芯片等传统技术低效率和高成本的限制。芯片基因表达测量的局限在于低端的噪音和高端的信号饱和。
相比之下，新一代测序对离散的数字测序读书计数进行定量，提供了更广泛的动态范围1,2,3。
靶向NGS的调谐分辨率
靶向测序使您能够对一组基因或感兴趣的特定基因组区域进行测序，能高效且经济地发挥NGS技术的优势。新一代测序具有高度扩展性，您可根据实验需求调谐分辨率水平。选择是要对多个样本做浅扫描，还是要减少样本数量提高测序深度以期在指定区域找到稀有变异。
了解详情:
NGS 技术最新突破
Illumina 新一代测序近期实现的关键进展包括：
- XLEAP-SBS 化学技术: 与标准 Illumina 合成测序（SBS）化学相比，速度更快、保真度更高。
- 高达 16 Tb 级通量: NovaSeq X 系列提供前所未有的测序能力，满足数据密集型应用需求。
- 快速与简便: MiSeq i100 系列实现最快 4 小时的桌面式测序运行，操作更简洁，并配备直观的机载数据分析。
- 半导体测序: 将互补金属氧化物半导体（CMOS）芯片与 SBS 技术相结合，在紧凑仪器中实现高精度数据输出。
- 图案化流动槽技术: 为多种测序应用提供了优秀的通量水平。
凭借标签优先测序实现更前置的 QC 指标
MiSeq i100 系列首次将标签优先测序引入 Illumina 新一代测序技术，带来更快速的样本拆分与实时运行管理。本技术说明证明，标签优先测序可产生与读段优先测序同等优质且高度一致的数据。
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参考文献
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- Shendure J and Ji H. Next-generation DNA sequencing. Nat Biotechnol. 2008; 26(10): 1135-1145.
- Wang Z, Gerstein M, Snyder M. RNA-Seq: a revolutionary tool for transcriptomics. Nat Rev Genet. 2009; 10: 57–63.
- Wilhelm BT, Landry JR. RNA-Seq—quantitative measurement of expression through massively parallel RNA sequencing. Methods. 2009; 48: 249–57.
- Zhao S, Fung-Leung WP, Bittner A, and Ngo K, Liu X. Comparison of RNA-Seq and microarray in transcriptome profiling of activated T cells. PLoS One. 2014; 16;9(1): e78644.