原位测序

千姿百态

传统的核酸测序技术需要将所要测序的DNA或者RNA从细胞或者组织中分离出来，在体外进一步的扩增后进行测序反应。而原位测序则第一次实现了在细胞或者组织中对目的RNA分子进行测序，极大地保留了RNA分子的位置信息。也就是说，得到序列的同时，还能够知道这些序列来自哪些细胞或者组织的哪个部位。目前，原位测序技术处于原理验证的阶段，虽然测序长度只有4个碱基，这个长度已经可以用来检测基因组的一些存在热点突变的短序列，比如KRAS的12和13密码子。因为拥有对于序列位置信息的保留的特点，原位测序对于寻找稀有突变具有极大的优势。该文通过一个在大量野生型细胞背景存在的情况下寻找少数突变细胞的实验来展示原位测序的这个优势。

原位测序还被用于高度多重的原位基因表达检测。我们知道，基因表达的水平和位置，对于细胞和组织的生长发育具有重要的作用。例如，在肿瘤组织中，一些特定的基因是否表达，在什么细胞中表达，可以用于预测肿瘤的后期发展和对药物反应的评估。在肿瘤组织中，除了肿瘤细胞，还有其他大量的正常细胞存在，因此了解基因表达的位置和表达量都非常重要。原位测序通过解析大量RNA分子检测的锁式探针上的编码序列来确定检测到的信号来自何种基因的RNA分子，从而实现高度多重的检测目的。普通的荧光原位杂交技术由于受到有限的荧光数量的限制，所能检测的不同种类的目标RNA分子的数目极其有限。通过原位测序解析编码的探针，一次实验中所能检测的不同种类的RNA分子的数量就极大的增加了。即使在现有的原位测序长度的条件下，即四个碱基，也能编码4的4次方，也就是256种不同的探针，那么就可以轻易实现一次检测256种基因的目的。

目前，第二代和第三代测序技术的发展已经很成熟，而且似乎已经处于原有技术的优化阶段，比如怎样提高通量，提高准确率和降低测序成本。而原位测序所展示的则是另外一个具有极大发展潜力的应用方向。也许通过和其他现有技术的结合，原位测序在测序长度、速度、精度等方面将会有进一步的发展，届时，其应用范围也会更加广阔。这是否就是第四代测序技术的发展方向，让我们拭目以待！