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[分享] 普通人如何低成本的完成基因DNA进行部分测序?

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发表于 2024-9-27 10:23 | 显示全部楼层 |阅读模式

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突发奇想?
主要获得控制人脸部数据的,那部分的基因序列。
话说针对DNA部分测序怎么实现的呢?这个我听说需要查文献,请问有推荐的么,抱歉我不是研究生,去哪搜索什么关键字我都不太清楚。
可以麻烦评估下需要采购哪些设备和报价是什么数量级的呢么?500w以上?以下?
然后放到设备里读荧光数据??那个设备什么工作原理啊,买一台肯定是不行的,得做一台呢。当然还是买零件来组装
试剂不可回避,还是得买。去哪里买得到呢

原文地址:https://www.zhihu.com/question/368472499
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发表于 2024-9-27 10:24 | 显示全部楼层
测序仪是精密的光、化、机电一体化产品,自己攒一个在使用价格上有优势的不可能(除非你搞出了全新的测序化学方法去吊打全世界)。
如果你想测序,很多公司、研究所都有测序服务。大致上来讲有这几类:

  • 一代的sanger法测序,要求序列是纯品(样本里只有一种序列),通常是由你pcr拉出来的。灵活性高(可以只测一个序列),单位成本最高。读长基本在800-1000碱基。
  • 各种二代(及改进型)测序,单位成本最低。原理基本都是把DNA样本稀释之后,吸附在某种基质上(稀释到吸附位置只有单一分子的程度),然后进行后续操作,所以可以测混合样本。这些测序法基本上读长都比较短,比如iIlumina可以测每个分子两端的250碱基。
  • 各种三代测序,我了解不是很多。之前用PacBio的技术测过结核分枝杆菌,读长非常长(平均几K,最长几十K),一步拼出完成图。
我不熟悉人基因组,不过估计控制脸部特征的基因是分散在各处的,可能很难逐个pcr出来(更何况高等生物还有远程的控制元件)。你可能要做全基因组重测序,技术要求和成本都不低。
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发表于 2024-9-27 10:24 | 显示全部楼层
如果你确切知道所有靶点,可以自己设计引物PCR扩增热点序列后测序,但自己PCR有几个缺点:
基因调控非常复杂,你找不全所有直接、间接调控转录、剪接、编辑、翻译的因子。细胞内基质就是一锅大分子的粥,基本上所有东西都有点相互作用。
脸型这个东西很明显不是个别基因能决定的,跟人种、骨骼、软组织、牙齿、胚胎发育、生活习惯和很多遗传病都有点关系,靶点多了手工PCR和送测序十分费时费力,而且成本很容易超过直接全基因测序。
一个基因的拷贝数强烈影响表达,但自己做PCR送测序难以掌握拷贝比例关系。
手工PCR和送测序会引入突变,而且难以判断突变是原有的还是测量过程中引入的。
另外值得注意的是脸型并不完全受基因组DNA序列决定,表观遗传学修饰也有影响。

NGS(next generation sequencing)的原理是把DNA随机打碎,在芯片上对这些碎片进行大规模并行测序,最后用计算机重组。
仪器是很贵的,但有一些公司提供外包测序服务,可以试着联系一下,比如华大基因。



https://sapac.illumina.com/techniques/sequencing/dna-sequencing/whole-genome-sequencing.html
https://en.m.wikipedia.org/wiki/Massive_parallel_sequencing
https://online.stat.psu.edu/stat555/node/29/
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发表于 2024-9-27 10:25 | 显示全部楼层
谢邀。全基因组测序是明码标价的,不可能自己在家DIY。此外,长相有关的基因怎么调控的目前还不知道
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发表于 2024-9-27 10:25 | 显示全部楼层
其实如何低成本的进行DNA测序一直以来就是一个很大的挑战,如果你想使用全基因组重测序的方法研究回答这个科学问题的话,比较经济的方法是使用第二代高通量测序的方法,目前常用的是用Illumina公司的测序仪测序,人类基因组3GB,测30X(20X也可以但是不建议做结构变异的研究),加上建库的话差不多5千多元一个样本吧,这个总价格跟你测序群体的大小有关,最后看你和测序公司的合同。如果你只想研究特定部分的基因组序列的话首先就应该明确哪些基因是控制人类面部特征的,这个你得找找文献,然后设计引物来扩增特定的序列,再进行测序,不过人类外貌跟表观遗传学修饰还有母性遗传可能都有关系,你也许还需要测DNA甲基化和组蛋白修饰还有线粒体的数据。目前最大的问题是不清楚你要解决什么样的科学问题。至于你说的自己动手做一台测序设备那是不可能滴,不管是毛细管还是二代测序仪还是三代测序仪。如果一定要尝试的话你可以试试最原始的sanger法,跑电泳,做PCR时不用PCR仪,改用三个水浴锅,返璞归真。
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发表于 2024-9-27 10:25 | 显示全部楼层
说实话,这对于没系统学习过遗传学、分子生物学的人还是太难了,不过我尽量简要说几点:
1.你需要的真的是“测序”吗?
人与人的基因组存在各种差异,而随着基因组研究的进展,其中很大一部分差异已经被检测到并记录在了公开的数据库中。如果某个基因的各种基因型(各种可能的序列)都是已知的,而你只是要检测你的研究对象属于其中哪种基因型,那么备选的检测方法有很多种,其中很多是不需要测序的。
为了不依赖测序而检测基因型,你需要预先知道你要检测的是哪个基因上的哪种基因型差异:是只有一个碱基不同(SNV),还是在重复序列上多或少重复了几次(CNV),还是整个长片段重复/缺失(SV)。不同的差异有不同的检测手段(基于PCR,基于酶切,基于核酸分子杂交)。顺便,目前市场上的民用基因检测(比如23andme的)也大都不是基于测序的方案。
2.为了达到你的检测目的,有现成的实验方案甚至试剂盒吗?可以把实验部分外包吗?如果你只需要数据,测序公司的外包业务已经很成熟了。如果你的重点在于自己DIY实验的话,请继续往下看。
3.测序技术
测序技术可以大致分为一代、二代和三代测序。一代测序用于单个中等长度片段(几百个碱基对),二代测序用于大规模并行短片段测序,比如全基因组测序,三代测序用于对长度和速度都有要求的特殊场合。不过,就算是一代测序技术,需要的仪器(毛细管电泳)也不是能轻易DIY的,二代测序仪器更是一般研究机构都不会有,只能找测序公司。
总之,如果题主是认真想做这个项目并且有资金来源的话,最需要做的是查清楚文献,明确研究对象是哪个基因的何种差异,之后再考虑实验方案。
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