深入解讀基因檢測視覺技術
添加時間:2020-06-29 00:39:46
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你想知道自己會不會禿頂或者發胖?
酒精耐受程度怎么樣?
患癌癥的概率是多大?
能活多久?
你可以:
1.找一位算命先生測生辰八字
2.找一位塔羅牌占卜師解讀牌面
3.把自己的唾液或者血樣送到一家基因檢測公司
基因檢測能“算出”哪些事
一提到算命,你是否腦海中浮現是一位老先生,戴個墨鏡,捋著胡須對你說:“最近盡量不要出遠門,你印堂發黑,有血光之災啊!”亦或是一位散著頭發,身穿華服的美麗女士對你說:“最近不宜旅行,你會因不安定的生活而生病。”

那么基因檢測都能“算出”哪些事呢?
基因檢測能夠從血液或唾液中分析測定基因全序列,預測罹患多種疾病的可能性,個體的行為特征及行為合理。基因測序技術能鎖定個人病變基因,提前預防和治療。目前市場上的基因檢測產品可以分為兩大類:消費級和臨床應用類的檢測產品。
消費級:祖源分析、運動基因、營養代謝、健康風險、遺傳性疾病、藥物指南、以及皮膚特性等。
臨床應用類:腫瘤的零級預防,做到不發生或延緩臨床前期癥狀的出現;臨床腫瘤的輔助治療,包括腫瘤患者的用藥指導和實時監控。
通俗點解釋就是通過基因檢測可以“算出”你有多少南方基因多少北方基因,也許你還有外國的基因,還可以“算出”你在運動中是否有耐力?是否容易換高危疾???喝酒是否容易臉紅?皮膚是否容易缺水等信息。同時還可以“算出”你換癌癥的風險,腫瘤患者吃哪種藥副作用比較小等等。

▲基因檢測解讀人類生命密碼
基因檢測靠什么“算命”
基因檢測“算命”實質是通過測序技術檢測DNA的堿基序列,本質是“解讀生命密碼”?;驒z測依靠測序技術和平臺的發展,得到更廣泛的應用和更低的測序成本,逐漸地走向“商業化”和“平民化”。以目前應用最廣的Hiseq測序平臺為例可將測序流程主要分為以下四步:
1.DNA文庫構建
利用超聲波把待測的DNA樣本打斷成小片段,主要是打斷成200-500bp長的序列片段,并在這些小片段的兩端添加上不同的接頭,構建出單鏈DNA文庫。

▲DNA文庫構建過程圖示
2.Flowcell
Flowcell是用于吸附流動DNA片段的槽道,當文庫建好后,這些文庫中的DNA在通過flowcell的時候會隨機附著在flowcell表面的泳道上。

▲Flowcell
3.橋式PCR擴增與變性
橋式PCR以Flowcell表面所固定的接頭為模板,進行橋形擴增。經過不斷的擴增和變性循環,最終每個DNA片段都將在各自的位置上集中成束,每一個束都含有單個DNA模板的很多分拷貝。

▲橋式PCR擴增圖示
4.測序
測序方法采用邊合成邊測序的方法。向反應體系中同時添加DNA聚合酶、接頭引物和帶有堿基特異熒光標記的4種dNTP。這些dNTP的3’-OH被化學方法所保護,因而每次只能添加一個dNTP。在dNTP被添加到合成鏈上后,所有未使用的游離dNTP和DNA聚合酶會被洗脫掉。接著,再加入激發熒光所需的緩沖液,用激光激發熒光信號,并有測序儀內CCD相機完成熒光信號的記錄,每一個基因簇就是信號收集照片上一個亮點,最后利用計算機分析將亮點轉化為測序堿基,由于數據量比較大且光信號比較弱,因此要求CCD具有很好的靈敏度且很快的讀出速度。

隨著基因行業的不斷發展,對測序設備的要求也在不斷提升。第三代測序技術的顯著特征是長讀長,在保持高準確度的同時可明顯將測序讀長再提高10-50倍。這就意味著三代測序儀對相機的性能要求將更高。
德國PCO公司的pco.edge SCMOS相機是突破科學級相機的一款產品,具備極低讀出噪聲,高幀頻、高動態范圍、高量子效率、高分辨率和大視野??赏耆珴M足各種科研級應用。
pco.edge 4.2使用科學級SCMOS芯片,420萬分辨率,量子效率最高可達82%,讀出噪聲最低小于0.9個電子,動態范圍最高可達33000 : 1/90.4dB。同時它是目前傳輸速度最快的SCMOS相機,可將16bit的數據在全分辨率下以100幀每秒的速度實時存儲到電腦硬盤上。
pco.edge系列中pco.edge 4.2型號主要面向高量子效率、長時間曝光和低讀出噪聲的應用需求,可根據用戶需求自行選配水冷箱。

▲pco.edge 4.2相機
也許在未來每個人不僅只有一份身份信息,或許我們還會擁有1個硬盤里面裝的是我們所有的基因信息。

那時的社會會是什么樣子呢~
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