单端测序(Single-read)和双端测序(Paired-end和Mate-pair)的关系

单端测序(Single-read)和双端测序(Paired-end和Mate-pair)的关系陆桂，药明康德基因组中心目前3种测序技术Roche454，Solexa和ABISOLID均有单端测序和双端测序两种方式。在基因组DeNovo测序过程中，Roche454的单端测序读长可以达到400bp，经常用于基因组骨架的组装，而Solexa和ABISOLID双端测序可以用于组装scaffolds和填补gap。下面以solexa为例，对单端测序(Single-read)和双端测序(Paired-end和Mate-pair)进行介绍。Single-read、Paired-end和Mate-pair主要区别在测序文库的构建方法上。单端测序(Single-read)首先将DNA样本进行片段化处理形成200-500bp的片段，引物序列连接到DNA片段的一端，然后末端加上接头，将片段固定在flowcell上生成DNA簇，上机测序单端读取序列(图1)。Paired-end方法是指在构建待测DNA文库时在两端的接头上都加上测序引物结合位点，在第一轮测序完成后，去除第一轮测序的模板链，用对读测序模块(Paired-EndModule)引导互补链在原位置再生和扩增，以达到第二轮测序所用的模板量，进行第二轮互补链的合成测序(图2)。Mate-pair文库制备旨在生成一些短的DNA片段，这些片段包含基因组中较大跨度(2-10kb)片段两端的序列，更具体地说：首先将基因组DNA随机打断到特定大小（2-10kb范围可选）；然后经末端修复，生物素标记和环化等实验步骤后，再把环化后的DNA分子打断成400-600bp的片段并通过带有链亲和霉素的磁珠把那些带有生物素标记的片段捕获。这些捕获的片段再经末端修饰和加上特定接头后建成mate-pair文库，然后上机测序(图3)。