【目標區域捕獲-2】目標區域捕獲簡介

1.背景

目標區域測序（Target region sequencing）是通過定製感興趣的基因組區域的探針，與基因組DNA進行雜交，將目標區域DNA富集後進行高通量測序的研究策略。通過對大量樣本的目標區域研究，有助於發現和驗證疾病相關候選基因或相關位點，在臨床診斷和藥物開發方面有著巨大的應用潛力。

2.技術優勢

• 高密度資訊
  針對目的基因組區域進行遺傳變異位點檢測

• 高準確性
  對特定區域深入研究，得到更深的覆蓋度和更高的資料準確性，提高了對稀有變異的檢測能力

• 高價效比
  更經濟有效，更高通量，適合大樣本量研究

• 更快捷
  縮短研究週期，加快文章發表與加速臨床應用

3.取樣方式

通過某種方法有選擇性的分離或者富集基因組的特定片段。
PCR：通量小，成本高昂，穩定性差
雜交法：依據核酸分子鹼基互補雜交原理髮展的，根據雜交時狀態的不同分為固相雜交法和液相雜交法。

4.雜交捕獲

雜交捕獲的原理是人為設計探針（DNA或者RNA形式），探針可以和目標區段部分或者全部互補。將樣本和探針混合，探針會將目標區段捕獲，未設計探針的區段會被洗脫丟棄，之後通過變性（一般是調節PH值到鹼性）將探針和捕獲區段分開，被捕獲的片段即可進行二代測序文庫構建。

根據探針的狀態不同，雜交捕獲又因為雜交狀況不同分為固相雜交和液相雜交。

4.1固相捕獲

（1）選定目標DNA區域，在修飾了的玻璃片基上原位合成一系列與目標區域互補的探針。
（2）在晶片上進行DNA與探針的雜交反應。
（3）將與探針雜交的DNA洗脫下來，用於後序的測序工作。

4.2液相捕獲

（1）在溶液中，目標DNA片段和已帶有生物素標記探針直接雜交，然後通過生物素親和素的反應使目標DNA片段錨定在帶有親和素的微珠上。洗去非目標DNA，洗脫後，富集的DNA用於測序。
（2）雜交效率更高
（3）易於操作，時間短，便於自動化操作

4.3 Aligent測序平臺

4.4NimbleGen測序平臺

4.5illumina 測序平臺

第一步，先把基因組DNA進行超聲打碎，建成DNA文庫。

第二步，把建好的文庫和探針庫進行雜交。雜交過程中，通過核酸序列的互補結合的原理，探針會和目標DNA片段進行結合。

第三步，再用結合了鏈黴親和素的磁珠，與這個雜交混合液吶進行混合。因為鏈黴親合素是會和生物素牢固結合的。這樣，就把我們要捕獲的目標片段，通過探針，間接地結合到了磁珠上。

第四步，通過磁鐵把這些磁珠給吸附下來。

參考文獻：

Michael J Clark. et al. Performance comparison of exome DNA sequencing
technologies. Nature biotechnology 29, 908–916 (2011)

文獻地址：https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4127531/

Mamanova L, Coffey AJ, Scott CE, et al. Target-enrichment strategies for next-generation sequencing.[J]. MLO: medical laboratory observer, 2012, 44(6):26.

文獻地址：https://sci-hub.tw/10.1038/nmeth.1419

5.實驗流程

6.應用領域

目標區域捕獲適用於疾病的大樣本量分析包括帕金森、智力障礙、擴張型心肌病、乳腺癌等多種疾病的研究。
針對臨床應用，適用於單基因遺傳病檢測、癌症易感基因檢測、心腦血管疾病基因檢測、用藥指導基因檢測等。

7.常見問題

關於重測序、外顯子測序與目標區域捕獲差別，只是測序物件大小不同，重測序是針對整個基因組，外顯子是針對外顯子區域，而目標區域捕獲是針對我想要研究的那一段序列。分析流程差不多。

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