新方法将DNA测序的准确性提高了1倍 以检测罕见的基因突变

麻省理工学院布罗德研究所和哈佛大学的一组研究人员开发了一种下一代测序的新方法，可以检测单个DNA分子内的基因突变。

该方法称为连接原始双工纠错(CODEC)，使下一代测序的准确度提高了约1倍，并为一系列应用开辟了可能性，包括检测血液样本中的微量癌症突变，在治疗期间和治疗后监测癌症，以及识别罕见疾病的潜在突变，所有这些都以相对较低的成本进行。这项研究今天发表在Nature Genetics上。

“这种方法的美妙之处在于，它不是对测序方式的全面改革，”该研究的资深作者，郭士纳癌症诊断中心主任兼Broad血液活检团队负责人Viktor Adalsteinsson说。 “这不是需要新仪器或资本投资的东西 - 它是添加到现有样品制备工作流程中的一组简单步骤，以提高DNA测序的准确性。

研究科学家Jin Bae和计算科学家Ruolin Liu都是Adalsteinsson实验室的共同第一作者。

测序挑战

CODEC结合了两种现有方法的优点：二代测序和第三代测序。

二代测序是一种高通量过程，其中DNA双螺旋的两条链被分离并单独测序。这个过程很快，但无法区分DNA中的突变和测序本身引入的错误，这降低了其准确检测罕见突变的能力。

一种称为双链测序的样品制备方法涉及标记单个DNA链，可以区分真正的突变和错误，但由于它独立地对双螺旋的每条链进行测序，因此效率非常低。

第三代测序可以通过在不分离两条链的情况下对DNA进行测序来精确定位罕见的突变，但也可能是低效和不准确的。

为了克服这些限制，CODEC使用专门设计的适配器序列将双螺旋的一股与第二条螺旋的反向补码连接起来。然后使用二代测序将两条新链测序在一起。这使科学家能够区分测序诱导的错误和突变，并以低成本生成高度准确的序列数据。

突变检测

研究人员使用CODEC来寻找精子中的突变频率和血细胞中与年龄相关的突变，以及来自肿瘤和其他患者样本的单个DNA分子的突变。他们用整个基因组或仅靶向基因组的下一代测序测试了CODEC。他们发现，与双链测序相比，CODEC区分真实突变和错误的准确性相似，同时需要更少的DNA进行分析，从而提高效率。

Adalsteinsson的团队已经为这项技术申请了专利，并正在研究使CODEC更高效的方法。自从 2021 年 <> 月在预印本中描述他们的方法以来，Adalsteinsson 说，一系列希望使用 CODEC 的研究人员已经联系了他们。

“这项技术使我们能够看到以前通过DNA测序从未见过的东西，这非常令人兴奋，”Adalsteinsson说。