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MinION的手持測序設備的工作原理：
MinION會讓DNA長鏈穿過被稱為納米孔的小孔，并且探測由DNA的4個核苷酸組件引發的電流微小變化，從而閱讀序列信息。雖然Mason的展示是對該設備性能的輕松說明，但早期用戶也積累了一些引人注目的科學成就。MinION在監控2015年埃博拉病毒爆發上扮演了舉足輕重的角色，乘船到達過南極甚至進入了太空軌道。


不過，大小和一幅撲克牌相當的MinION僅在全球測序市場上占據了一小部分份額。這個市場仍由位于加州圣地亞哥的啟迪公司主導。雖然啟迪領先了近10年，但ONT及其用戶也正在努力克服技術挑戰——最突出的挑戰是較高的出錯率。與此同時，競爭的企業希望對這種概念上很簡單但技術上很復雜的測序策略稍加創新，從而超越ONT。


MinION的手持測序設備的作用


Christopher Mason有一個喜歡在會議上展示的技巧。通過從志愿者手機上收集的化驗樣本獲取DNA，他和同事能在一個小時內現場進行譜系分析，甚至詳細描述出捐贈者一天的生活細節。“我們能從手機上的殘留物預言誰剛吃了一個橘子或者誰吃了豬肉。”美國紐約威爾康奈爾醫學院計算生物學家Mason表示。


MinION的手持測序設備的應用


事實證明，MinION在傳染病研究人員中尤其受歡迎。例如，伯明翰大學微生物基因學家、MinION早期采用者Nicholas Loman同全球病毒“熱點區域”的同行合作，共同監控埃博拉在西非以及寨卡在巴西的傳播。“他們基本上能在48小時內建立一個測序實驗室并使其運行，并且可以把設備打包裝到能攜帶的行李箱里。”加州大學生物物理學家Mark Akeson表示。Akeson開展了納米孔測序法方面的一些基礎性研究，并且是ONT咨詢委員會成員。Loman表示，這種可攜帶性是一種巨大的優勢，但大量的數據輸出可能會難以掌控。“我們在巴西幾乎要成功了，但因為設備過熱，我的蘋果電腦崩潰了。”


一些團隊正在探尋臨床微生物學應用。澳大利亞昆士蘭大學生物信息學家Lachlan Coin開發了實時數據分析算法，以便檢測血液樣本中的耐藥細菌。在利用培養細菌開展的早期測試中，Coin團隊能在10個小時內辨別出一個樣本中的所有抗藥基因。Coin介紹說，現在的技術能讓這一時間減半，但利用真實樣本（人類DNA會將細菌DNA淹沒）的做法正在令這一過程復雜化。“我認為，再過一年左右，我們將能在6個小時內辨別出病人樣本中的抗藥基因。”


其他研究人員正在探尋宏基因組學，目標是全面描述樣本中的所有生物體。原則上，流動細胞中的每個納米孔都能被用于同時檢測不同的基因組。“你可以獲得存在的任何物種——細菌、病毒和人類DNA的完整基因圖譜。”Mason介紹說。他利用納米孔測序對因骯臟出名的紐約地鐵系統開展了宏基因組學調查，并且雄心勃勃地計劃對更加荒涼的環境——包括火星進行分析。Mason同美國宇航局的科學家合作證實，MinION在國際空間站零重力條件下表現良好。他和同事希望，有一天能將該技術用于研究火星，并且為正在進行的尋找地外生命提供幫助。