115年:(醫檢)檢驗(2)
次世代定序(next-generation sequencing, NGS)過程,常會將核酸片斷化(fragmentation),接上橋接子(adaptor),之後進行文庫建構(library construction),下列何者不是橋接子的特性?
A提供文庫建立時,可以與PCR 引子(primer)黏合(annealing)
B具有定序引子(sequencing primer)的序列
C可以含有獨立分子條碼(unique molecular index, UMI)作為分析追蹤
D可以針對想要偵測的核酸突變位點進行黏合
詳細解析
本題觀念
次世代定序(NGS)文庫建構過程中的橋接子(adaptor),其序列設計原則是「通用」而非「目標專一」,也就是所有片段都接上相同結構的橋接子,讓後續的擴增與定序反應可以用固定的通用引子進行,不需要針對每個檢體的突變位點另外設計專屬序列。理解橋接子各功能區塊的角色,是判斷本題四個選項何者並非其特性的關鍵。
選項分析
- A. 提供文庫建立時,可以與PCR引子黏合:橋接子中含有可與PCR引子黏合的通用序列(對應Illumina平台的P5/P7引子黏合區),使文庫建構與後續的叢集擴增(cluster amplification)階段都能以固定的通用引子進行放大,這是橋接子確實具備的特性。❌
- B. 具有定序引子的序列:橋接子中另外含有定序引子黏合序列,讓定序儀的定序引子能與其黏合並起始Read 1、Read 2的定序反應,此區同樣是所有片段共通的通用序列,是橋接子確實具備的特性。❌
- C. 可以含有獨立分子條碼(UMI)作為分析追蹤:橋接子可以在連接(ligation)步驟中設計含有獨立分子條碼,用來標記每一個原始分子,供後續生物資訊分析追蹤PCR重複與校正定序錯誤,此為橋接子可以具備的特性。❌
- D. 可以針對想要偵測的核酸突變位點進行黏合:橋接子的序列設計原則是通用、不具目標序列專一性,其中一段甚至刻意設計為不與目標核酸雜交,因此橋接子本身並不會針對特定的突變位點進行黏合;若要偵測特定突變位點,必須另外設計目標專一性的引子或探針(如目標區域專一引子、捕獲探針),而非依賴通用橋接子序列,因此本敘述並非橋接子特性,為本題答案。✅
答案解析
本題答案為D。橋接子在NGS文庫建構中扮演的角色,是提供一套「所有片段共通」的介面序列,讓文庫可以被通用引子放大、被定序儀讀取,並可選擇性地加上樣本索引或獨立分子條碼以利後續分析;其序列設計刻意維持通用性與不具目標專一性,才能適用於片段化後任意位置、任意序列的DNA或RNA片段。若橋接子被設計成可以辨識特定突變位點,將違背其「通用介面」的本質,也會限制其只能用於偵測單一位點,失去次世代定序平行分析大量位點的優勢。真正要偵測特定突變位點時,應另外設計目標區域專一的引子或探針,例如安放式(amplicon-based)定序的專一引子,或雜交捕獲(hybridization capture)用的探針,而非依賴橋接子本身。
核心知識點
NGS文庫建構中橋接子的三大核心功能:(1)提供與PCR引子黏合的通用序列,供文庫擴增使用;(2)提供定序引子黏合序列,供定序儀起始定序反應;(3)可選擇性加入樣本索引與獨立分子條碼,用於樣本區分及分子層級的錯誤校正。橋接子的設計原則是通用、不具目標序列專一性,這與需要專一辨識特定突變位點的引子或探針設計邏輯完全不同,是準備NGS方法學考題時必須釐清的重要觀念。