美国格拉德斯通研究所团队开发了两种新的单分子分析工具，可将所需的DNA量减少90%至95%。该研究成果发表在最新一期《自然·遗传学》杂志上，展示了这些工具如何帮助app家解决他们以前无法回答的生物学问题。

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单分子实时测序示意图。图片来源：《自然·遗传学》

单分子分析的黄金标准方法通常需要至少150000个人类细胞，其中包含数百万个单个DNA分子。这意味着研究人员在只有几千个细胞可用时，根本无法应用这些工具，例如在许多肿瘤活检中。

团队此次开发的新工具被称为“单分子实时标记测序”（简称SMRT-Tag），它可同时绘制长DNA片段中的碱基序列，以及DNA长度上称为甲基的明升手机结构位置。甲基在基因表达中起着关键作用，人们想要了解疾病，就需要了解它们在DNA上的配置方式。

团队采用了全新“标记”方法，即利用细菌蛋白Tn5将DNA分子切割成更易于处理的片段，并用进一步分析所需的明升手机成分对其进行“标记”。研究面临的挑战是要让“标记”能恰到好处地将少量DNA分解成约3000到5000个碱基对的长片段。他们用发夹状结构“标记”每个片段的末端，形成便于测序仪读取的长DNA环。

研究证明，SMRT-Tag方法的性能与此前方法一样好，但使用的DNA量要少得多，相当于在10000个细胞中发现的DNA量。

接下来，团队将SMRT-Tag与他们之前开发的名为SAMOSA方法结合起来。SAMOSA可揭示基因表达机制如何轻松访问不同DNA片段。为了证明全新的“SAMOSA-Tag”工具的能力，他们将其应用于前列腺癌细胞（一些来自患者的初始肿瘤，一些来自已扩散到身体不同位置的肿瘤），这些细胞已被移植并在小鼠体内生长。该方法成功揭示了染色质可及性差异，这暗示了癌症转移的可能关键驱动因素。