案例库 · 研发与科研 · 技术决策 · 1975–1977
桑格的链终止法让DNA测序又快又准
弗雷德里克·桑格用双脱氧核苷酸在每种碱基处终止DNA复制，片段长度揭示序列——比之前更快、更准确。
MRC分子生物学实验室
解法
1975年，桑格和库尔森发表了“加减法”读取DNA，但速度慢且易出错。在1977年发表于《美国国家科学院院刊》的论文中，他们描述了一项改进：使用正常核苷酸的2',3'-双脱氧和阿拉伯糖核苷类似物，它们作为DNA聚合酶的特异性链终止抑制剂。
这一洞察将合成转变为测量：在四个平行反应中，每个反应含有一种双脱氧终止子，每条新合成的链都在特定碱基处停止。按长度分离后，片段集合拼出完整序列。作者将其应用于噬菌体phiX174的基因组，并报告称该方法“比早期方法更快速、更准确”。
链终止测序成为主导测序技术长达二十年——它是自动测序仪的基础，后者读取了人类基因组——桑格也因此于1980年获得第二次诺贝尔化学奖。
生效的原因
- 链终止子产生完整的停止点集合
- 片段长度直接编码碱基位置
- 一个简单的化学方法取代了繁琐的降解分析
- 易于自动化，从而开启了基因组时代
取得的成效在每个碱基处终止合成；长度编码位置神来之笔
可借鉴之处
要测量链上各处的位置，通过在每个位置终止过程来制作一把尺子——片段长度替你完成测量。
后续进展
应用生物系统公司将该方法自动化，链终止（桑格）测序为人类基因组计划提供动力，直到21世纪末下一代测序取代它之前，一直是准确性的黄金标准。桑格凭此工作获得1980年诺贝尔化学奖。
资料来源
- DNA sequencing with chain-terminating inhibitors
- Frederick Sanger — Nobel Lecture: Determination of Nucleotide Sequences in DNA
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