近年来，科学家能够以单分子分辨率研究人体 DNA 的技术极大地扩展了我们对人类基因组、微生物组和疾病遗传基础的了解。通过如此详细的 DNA 视图，我们可以看到早期测序技术无法检测到的遗传变异和结构细节。

然而，当今单分子分析的黄金标准方法通常需要至少 150,000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无法应用这些工具，例如在许多肿瘤活检中，这限制了这些技术的科学和临床潜力。

现在，格拉德斯通研究所的研究人员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%。他们的研究成果发表在《自然遗传学》杂志上，展示了这些工具如何帮助科学家解决他们以前无法回答的生物学问题。

“我们长期以来一直在努力创造这些方法，”格拉德斯通的助理研究员兼这项研究的资深作者 Vijay Ramani 博士说。“我们非常兴奋地看到现在可能有什么发现。”

“标记” DNA 以获得更清晰的视野

第一种新工具被称为“单分子实时标记测序”，简称 SMRT-Tag，它扩展了既定的协议，可以同时绘制长 DNA 片段中的碱基序列以及DNA 长度上称为甲基的化学结构的位置。甲基在基因表达中起着关键作用，因此对于了解疾病至关重要，因此了解它们在 DNA 上的配置方式非常重要。

“当我们只有很少的 DNA 可用时，我们不能仅仅复制更多的 DNA 并应用我们通常的方案，”拉玛尼说。“复制会剥离这些甲基化模式并引入其他错误。”

相反，他的团队采用了一种名为“标记”的方法，该方法利用细菌蛋白 Tn5 同时将 DNA 分子切割成更易于处理的片段，并用进一步分析所需的化学成分对其进行标记。