一名开发者用Oxford Nanopore MinION测序仪在家完成五次自身基因组测序,梳理出从刮取颊细胞到解读变异的完整流程,并指出结果尚非医疗级。

我(原作者)用一台Oxford Nanopore MinION测序仪,已经把自己的基因组测了五次。整个流程包括从拭子收集细胞、制备样本、上机测序,再到后续的数据分析。颊黏膜细胞很容易获取,恢复也快,是理想的起点。

用一台便携测序仪,普通人也能给自己测DNA

为了在家搭建测序环境,我自行采购了实验材料和耗材。把整套东西凑齐、跑通一次端到端的高质量流程,前后花了大约两个月。成本目前对普通人仍显昂贵,但下降速度是指数级的,将来终会出现像手机或人工智能那样便宜的技术,实时告诉我们DNA和RNA的表达情况。

在真正花时间和金钱测序之前,值得先想清楚:拿到基因组到底能做什么。基因组本身不是魔法,它只是一层参考。一旦得到VCF(变异位点文件),就可以把它丢进VEP、ClinVar、gnomAD、PharmGKB这类工具,开始追问:我有哪些变异?哪些基因和通路受到影响?哪些药物我可能代谢不同?哪些罕见变异值得认真对待?模型在哪些地方其实还一无所知?

这一点很关键。测序产出的信息目前还不是诊断级别,绝对不要因为某个AI说了什么,就自己动手用CRISPR编辑基因。近期的价值,是把一份静态的基因组变成可以查询的对象。DNA是稳定的参考,RNA是当前的状态,将来我们会把所有生物传感器数据整合进一个关于自我的模型里。

完整流程从两根颊拭子开始。先收集细胞、离心沉淀、裂解提取DNA,用Qubit测浓度。随后做末端修复和接头连接,制备文库,再用MinION流动槽上机。测序由MinKNOW软件控制,原始信号经Dorado做碱基识别,再用minimap2比对到参考基因组,用Clair3做变异识别,最后用VEP、ClinVar、gnomAD、PharmGKB做注释。

整个装置需要一台电脑、约100GB存储、一块做碱基识别的GPU,以及涡旋混合器、加热块、离心机等基础设备。试剂方面,DNA提取试剂盒、连接测序试剂盒和流动槽是主要开销。一次低输入的练习运行里,我只有大约14纳克的DNA,远低于推荐量,但流程依然跑通了。

拿到VCF之后,真正的乐趣才开始。可以把结果喂给Claude这类模型,问它我的哪些变异值得关注,哪些药物我可能代谢异常。基因组是固定不变的参考,RNA则随状态起伏,把两者与可穿戴设备的数据合在一起,才有机会拼出一个动态的自我画像。当然,这一步仍只是探索,离临床诊断差得很远。

成本方面,一台MinION测序仪约7500美元,加上流动槽、试剂和离心机等,个人一次性投入不菲。但作者强调,价格正以指数速度下降,就像曾经昂贵的基因测序终将走入寻常百姓家。未来的某一天,或许每个人都能用一部手机大小的设备,实时读取自己的DNA和RNA表达。

研究人员提醒,如果发现自己对某些药物代谢异常,应当去咨询医生,而不是自行判断。家庭测序打开的是一扇了解自身的大门,但门后的解读,仍要谨慎对待。

原文:https://bradleywoolf.com/links-1/sequencing-my-own-dna-at-home