基因組測序為什麼沒完沒了?

時間 2021-05-31 00:19:10

1樓:

打個比方吧. 醫生抽血, 發現血液裡面有血清血小板紅血球白血球, 當然,還有脂肪. 按照樓主的意思. 事情就應該結了. 為什麼你每次去醫院, 動不動還要去抽血呢?

因為每個人的生理情況都不一樣. 每個人的基因組情況也不一樣. 不知道我這個例子是否能讓你好理解一點.

另外, 現在測序的成本以及耗時在以可見速度下降. 以後會和抽血一樣是必備科目.

但是現在測序儀器都是國外壟斷了, 這也可能是乙個隱憂, 測序儀發展早期技術水平要求相對不算很高, 模擬晶元的發展, 等到發展成熟之後再去追趕, 怕是要多花很多錢.

2樓:the lost pluto

原因好多啊。

先說說技術上的。

測序技術目前大概有三代,速度一代比一代快,精度也是越來越高,但是都不能一次測很長的片段,大概測個500bp(鹼基對)就不行了。所以在大規模測序的時候,要把大片段分成小片段測。乙個大家比較熟悉的方法是鳥槍法,就是隨機給它打斷,測好很多很多小片段以後,再根據小片段兩段和其他片段有重複的部分把小片段拼接起來。

大概這個樣子

這麼搞會有如下幾個問題:

1、 不是所有的小片段都能被測到的,這就導致乙個基因組裡不是所有的鹼基都能被測到。關於這個有乙個公式:

P0表示任何乙個鹼基不能被測到的概率,e就是自然常數,L表示每個小片段的長度,N表示測的片段數,G表示整個基因組的大小。LN/G整體稱為測序深度,就是你把基因組來回測了多少次。

那麼如果我們只測一次的話

P0=e^-1=0.3678

相當於平均有36%的鹼基沒有被覆蓋到,這不是白測嘛。那怎麼辦呢?只能不斷增加測序深度,也就是題主說的沒完沒了地測。

2、基因組裡有很多重複的序列,其中有一類是長度很短,但是重複次數非常多的重複,就像ATATATATATATATATATAT……這樣,可以一下重複幾千個。那麼在拼接片段的時候就會出現很大的問題,比如兩個片段,乙個是AGGCATAT,乙個是ATATATAT,這你怎麼拼呢,拼成AGGCATATATAT,還是AGGCATATATATAT,這樣的重複序列一多,計算機就不會拼了。

染色體大家都知道是這樣的

我隨便找的乙個結構比較清晰的圖。

染色體中間有個著絲粒(centromere),兩端有兩段結構叫端粒,大家注意看著絲粒附近和端粒部分是橙色的,這塊我們叫異染色質(heterochromatin),它就是我剛才說的重複序列很多的部分。所以你別看人類基因組計畫說已經完成草圖了,這兩塊地方基本沒測。

當然這些重複序列裡面不會藏著太多基因,所以大家也不是那麼迫切想去測它。

3、測序是有準確度的,測每乙個鹼基都有可能出錯,這個概率在人類基因組計畫時代還挺高的,大概1%吧,第二代測序在2023年的錯誤率大概是0.001%,現在的第三代更好一些了,但是還是會出錯的。

要知道乙個幾千bp的基因,產生乙個點突變可能就會導致致死遺傳病,你一下給測錯1%還得了?但是這個問題也沒有什麼太好的解決辦法,只能重複測很多次,重複測兩次某乙個位點都被測錯的概率就是(1%)^2=0.001%(這是理想情況,實際上有一些位點更容易被測錯)

非技術上的原因就更多了。

人類基因組計畫時代,科學家還根本沒想到除了鹼基序列,其上的修飾也會對基因功能有至關重要的作用。所以當然當年在測人類基因組的時候,表觀遺傳學修飾這些東西就沒有測。

後來發現這東西太重要了,甲基化的胞嘧啶一度被稱為第五種鹼基,不測不行,只好重新測咯。

那過幾年再發現乙醯化,再來一輪。

如果再過幾年再發現個什麼十六烷化,還得再來。

更要命的是,這些修飾全都是動態的,在細胞週期的不同時期不同位點的甲基化程度可能變得很厲害。這就要用到更先進的手段了。

歸根結底我覺得還是當年的科學家太樂觀,以為知道了鹼基序列就知道了一切,沒想到拿到鹼基序列後怎麼分析一頭霧水(所以有了生物資訊學),又不斷發現別的地方還有遺傳資訊,於是只好不斷修修補補,就顯得沒完沒了的。

話說回來,這不是好事嘛,如果沒有這些新發現,多少生物狗又要轉行了。

3樓:Dupont

因為基因測序技術已經是個工具了,用在各種認知、改性和診斷中。

所有工具在被替代前都是這樣,扳手螺絲多少年了,還不是沒完沒了的在用。

4樓:萌夢然

基因測序, 適可而止, 否則就是誤區, 原因有:

1, 基因的修飾

2, 基因的整體效應

3, 基因的個體背景

4,基因間相互作用。

5 , 基因的時效性

等等, 都不是簡單的測序可以解決的, 國內華大的方向有誤, 不推崇

5樓:

因為遠沒有飽和啊。

理想的研究狀態每個生物樣品都要測序,且要3個以上的重複。現在許多物種都只測了參考基因組,更多的物種都沒測完,更別說你想一次實驗幾百個上千的樣品單獨測序了。

這還只是基因組DNA水平上的測序。甲基化,轉錄組,蛋白組,小RNA各種各樣都要測序。

6樓:盧巨集超

來個打油的吧。

地球物種千千萬,生命個個自成型。

群體組織和細胞,時時處處變不定。

農林牧漁需求廣,個性醫療顯威風。

博大世界趣事多,測序永遠不會停。

7樓:

補充一下@王毅 和@劉晶星 的答案:

除了最簡單的DNA層面的測序,還有其他層面的(比如RNA,比如 DNA 甲基化)的測序。而這些測序的結果是根據時間和空間的不同而隨時發生變化的。在不同條件(包括時間和空間上)對他們進行測序,能夠讓我們更好的了解到作用機制。

另外,在單個基因組的層面上,除了整個基因組的測序,還有選擇性的測序,比如前面提到的SNP, 都可以算是選擇性的測序。所以你也可以看到同乙個人測不同次數的情況。

在非單個基因組的層面上,值得一提的有Metagenome(巨集基因組),是直接把環境裡拿來的sample拿來測序和還原。站在基因組的角度上來看生物多樣性。這也是非常有趣的。

總之,測序是了解生命資訊的一種非常好的工具。既然工具好,那麼見得多也就不奇怪了。

8樓:郭貝

因為每個人的基因組序列都不一樣。這些不同造成了每個人的外貌,性格,體質,和疾病的易感性等等生物學特徵都不同。了解這些不同對每個人都有意義。

而這個世界上,還沒有幾個人知道自己全部的基因組序列。

9樓:gerrywong

你說的應該是重測序吧,雖然已經得到好多物種的參考基因組了,但是生物個體間差異的存在是由於每個基因組都是不同的,再者對於基因組本身、基因組和蛋白質、基因組影響性狀等方面的機制還不是很清晰,需要大量的資料進行研究,總結規律,進行論證。

10樓:

1、不同物種要進行新的測序,現在已測序的物種相當來說還不算多吧

2、對同乙個物種重測序,我想你要問的是這個吧。因為即使同乙個物種,比如人,個體間還是有差異的,不然為什麼人和人之間不一樣呢?這些差異在genome上的表現有SNPs、indel(插入缺失)、SV(結構變異)、CNV(拷貝數變異)。

這些差異有些導致的是正常的人之間的差異,比如不同的膚色不同的體格,有些則導致的是基因疾病,具體例子我就不多說了,這個網上一搜一大把。如果不進行重測序,你怎麼能檢測到這些差異呢

話說回來,物種的單個體測序只是為了得到該物種genome的乙個reference,真正有實際意義有研究價值的是後面的重測序,因為有對比有差異才能更好的知道基因的作用

11樓:

按照我個人的理解,對於某個物種來說,只進行一次測序,並不能準確反應這個物種的基因組結構,理由很簡單:就算不考慮誤差,個體之間也有差異,而且某些種群也處在不斷進化的過程中,其基因頻率會改變。所以需要不斷重測序,使資料更加準確。

12樓:陳鋼

因為有這麼多的生物,每個生物體的基因組都不一樣。再加上表觀遺傳學之類的東西,相同的DNA,最終的結果也不一樣,於是就測啊,測啊~~~

化石裡的基因組是如何測序的?

丟個鏈結,知網中文綜述,科普下古DNA提取技術新進展http www.cnki.net kcms detail detail.aspx?dbcode CJFQ dbName CJFQTEMP FileName SWCX201426045 v MjczNTCeZ 2BRnFy3kVb KNjrIdrG...

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