继新一代测序技术(454, Solexa和SOLiD)在表达谱分析分析上展示出强大应用前景后,美国西雅图一家生物公司(NanoString)的新技术再次引起广泛关注,为本来已经火热的表达谱分析市场再掀波澜。
nCounter Analysis运用了直接对基因表达进行多重计数的全新数字技术,表现出极高的灵敏度(500 attomolar)和精确度。该技术使用分子“条形码”和单分子成像来检测和统计每一个反应体系中特定转录本。整个系统包括全自动的样品处理工作站,数字化分析仪,CodeSet(分子条形码)和其他一些试剂,可以帮助研究人员用少量的实验材料进行特定基因表达特征研究,或者研究一组基因的表达情况。今年3月份的Nature Technology以封面文章形式刊登了这一技术。目前该系统已经在Balyor医学院用于caBIG™(cancer Biomedical Informatics Grid™) 项目的研究。
由于从技术上无需使用酶,也不需要做PCR扩增,从而减少误差的产生,因此nCounter在表达谱分析领域非常具有优势。其单分子计数理念,也迎合了科学界对于研究基因表达的终极追求。在通量上,它可以进行1-576重计数,也很适合进行中小规模的基因表达分析。而其采用的特异型探针杂交融合了类似Taqman的原理,保证了实验的特异性。这些无疑都为该技术提供了很好的卖点和市场潜力。
但从其市场前景而言,仍存在诸多挑战。首先该技术出现的时机正是real time PCR和芯片方兴未艾,新一代测序技术来势汹汹之时,如何突出重围,让市场快速接受对于这一新的技术而言是项严峻的考验。其次尽管NanoString以数字化表达谱分析(Digital Expression Profiling)作为卖点,nCounter却并没有实现真正意义上的数字化表达谱分析,而基于测序原理的表达谱分析方法似乎更能体现数字化表达谱分析的理念。当然目前新一代测序技术仍需要进行PCR扩增,这对于要求严谨的科学研究人员而言仍然有所疑虑。但以Helicos和Pacificbio为代表的“单分子测序技术”的兴起,无疑会给nCounter推广带来不少压力(注:Helicos在今年4月的Science发表了用其单分子测序技术进行病毒测序的文章,并已对外宣布将于2009年推出商业化的测序仪)。
表达谱分析市场竞争非常激烈,在real time PCR方面,就有ABI, Qiagen,Roche等公司;在芯片方面,有Affymetrix, Agilent,Illumina,博奥,上海芯片中心等国内外公司;在测序领域,有Roche,Illumina和ABI,以及很快会推出市场的Helicos和Pacificbio;而NanoString的新技术无疑让本已火热的市场再度升温。
nCounter技术原理:
1.NanoString技术基于不同颜色编码的“条形码”(barcode),并采用两条长度为50bp的探针对mRNA进行杂交。报告探针(reporter probe)带有信号;捕获探针(capture probe)用于杂交后的复合物固定,以供数据采集。
2.杂交后,样品被转移到样品制备站,在那里过量的探针被洗掉而探针和目的mRNA的复合物则被固定到nCounter的样品夹上。
3.样品夹放置到数据分析仪上进行数据采集。样品加上不同的颜色编码数将被计算出来,并代表每一种目的分子的数量。
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中国生物器材网 刘祝君