¿Cuál es la tendencia de desarrollo de la secuenciación de genes?
La secuenciación del genoma debería estar monopolizada por métodos de secuenciación de lectura larga, como la secuenciación de tercera generación, en el futuro. Las lecturas largas pueden reducir en gran medida la dificultad del ensamblaje del genoma. Ya sea un microbioma o un genoma complejo (poliploidía, múltiples regiones repetidas), la tercera generación ha demostrado plenamente sus ventajas.
La secuenciación epigenética se tiene que subdividir en metilación del ADN. El método de tercera generación puede medir directamente las bases modificadas, por lo que tiene ventajas. La mayoría de los factores de transcripción tienen picos estrechos, por lo que la segunda generación es más adecuada. En cuanto al RNA Poly II y las modificaciones de histonas, la mayoría de ellas tienen picos amplios, por lo que la tercera generación no debería ser un problema.
La secuenciación de ARN pequeño es un proyecto de ventaja absoluta de segunda generación. No sirve de nada leer mucho.
La secuenciación dirigida del exoma es un proyecto ventajoso de tercera generación. No sólo se puede leer directamente la extensión completa, sino que también se pueden analizar variaciones y reordenamientos estructurales a gran escala.
Secuenciación de transcriptomas
ISO-seq es un método de secuenciación de lectura larga representado por la secuenciación de tercera generación. El propósito de esta secuenciación es aclarar la secuencia de todo el transcriptoma, la posición de los exones en el genoma, patrones de empalme alternativos, etc. Sin embargo, debido a las características de la secuenciación de tercera generación en la construcción y secuenciación de la biblioteca, no se puede cuantificar (diferentes células SMRT y lecturas de diferentes longitudes son difíciles de normalizar).
RNA-seq, un método de secuenciación de lectura corta representado por la secuenciación de segunda generación, seguirá teniendo un lugar porque puede cuantificar el ARN. Sin embargo, a medida que las ventajas originales de RNA-seq sobre las plataformas de chips (descubrimiento de nuevas secuencias, empalme alternativo) sean reemplazadas por ISO-seq, se enfrentará a la competencia de productos de chips relacionados.
Lo anterior debe ser desde una perspectiva de investigación científica. En términos de aplicaciones comerciales específicas, personalmente prefiero productos como chips personalizados o matrices PCR. La ventaja es que es más fácil hacer que la plataforma sea cerrada y estable.
Permítanme agregar algo más, porque algunas personas siempre han mencionado la Ley de Moore al reducir el costo y la velocidad de secuenciación. La Ley de Moore ha durado medio siglo y muchos expertos creen que esto puede volver a suceder en la secuenciación. Mi opinión es: ¡No! La razón para la formación de la Ley de Moore fue que la acumulación de teoría de la física de semiconductores en ese momento superó con creces el nivel industrial en ese momento. ¿Y hasta qué punto son capaces las actuales tecnologías de secuenciación de tercera y cuarta generación?
Secuenciación de tercera generación: el núcleo de la tecnología es separar con precisión 150.000 rayos láser en un área del tamaño de una uña y dispararlos en un pequeño orificio que acomoda una única molécula de ADN. Luz de excitación para el grupo fluorescente sobre una sola molécula de fosfato y captura, registra y analiza esta señal.
Secuenciación de cuarta generación: detección del cambio potencial de cada residuo de nucleótido de una única molécula de ADN que atraviesa el nanoporo.
Estas tecnologías en realidad han alcanzado los límites de la ingeniería del análisis de señales y es difícil obtener mejoras sustanciales a través de medios de ingeniería. Piense en lo que se llama el "principio de incertidumbre de Heisenberg".