ECC測(cè)序法的化學(xué)反應(yīng)采用了熒光發(fā)生測(cè)序技術(shù)，該技術(shù)由謝曉亮課題組于2011年首次報(bào)道（Nature Methods （2011） 8, 575.），原理巧妙之處在于在DNA互補(bǔ)鏈合成時(shí)可以釋放同所延伸核苷酸數(shù)目相等的熒光分子，利用這一反應(yīng)可以實(shí)現(xiàn)低錯(cuò)誤率的SBS。

　　該團(tuán)隊(duì)在此前謝曉亮教授首創(chuàng)的熒光發(fā)生測(cè)序技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展了一種全新概念的測(cè)序方法——糾錯(cuò)編碼（簡(jiǎn)稱ECC）測(cè)序法。ECC測(cè)序法采取一種獨(dú)特的邊合成邊測(cè)序（SBS）策略，利用多輪測(cè)序過(guò)程中產(chǎn)生的簡(jiǎn)并序列間的信息冗余，大幅度增加了測(cè)序精度。該進(jìn)展于2017年11月6日以“Highly accurate fluorogenic DNA sequencing with information theory-based error correction”為題在線發(fā)表于《自然 生物技術(shù)》（Nature Biotechnology）期刊上。

　　ECC測(cè)序法的化學(xué)反應(yīng)采用了熒光發(fā)生測(cè)序技術(shù)，該技術(shù)由謝曉亮課題組于2011年首次報(bào)道（Nature Methods （2011） 8, 575.），原理巧妙之處在于在DNA互補(bǔ)鏈合成時(shí)可以釋放同所延伸核苷酸數(shù)目相等的熒光分子，利用這一反應(yīng)可以實(shí)現(xiàn)低錯(cuò)誤率的SBS。黃巖誼課題組在此基礎(chǔ)上，過(guò)去幾年對(duì)該方法進(jìn)行了拓展（ChemBioChem （2015） 16, 1153.），為本次技術(shù)突破奠定了基礎(chǔ)。

　　該團(tuán)隊(duì)首先從化學(xué)原理上對(duì)熒光發(fā)生測(cè)序技術(shù)中的熒光標(biāo)記分子進(jìn)行了結(jié)構(gòu)優(yōu)化，設(shè)計(jì)合成了具有不同波長(zhǎng)、更優(yōu)性能的測(cè)序底物分子，并對(duì)聚合酶參與的各階段反應(yīng)動(dòng)力學(xué)進(jìn)行了細(xì)致的測(cè)量和建模;在深入理解熒光發(fā)生測(cè)序化學(xué)反應(yīng)速度、完成度、副反應(yīng)等關(guān)鍵技術(shù)細(xì)節(jié)的基礎(chǔ)上，完善了ECC測(cè)序原理樣機(jī)的搭建，不斷迭代優(yōu)化測(cè)序反應(yīng)條件和信號(hào)采集流程;從數(shù)據(jù)入手，構(gòu)建了精確的測(cè)序信號(hào)失相模型并提出了次級(jí)延伸理論，并據(jù)此開發(fā)出算法軟件對(duì)測(cè)序反應(yīng)失相過(guò)程做出了合理簡(jiǎn)化使其具備了實(shí)用性。

　　在ECC測(cè)序法中，序列信息的冗余來(lái)自黃巖誼課題組新發(fā)展的“對(duì)偶?jí)A基熒光發(fā)生”SBS測(cè)序流程，該流程通過(guò)對(duì)測(cè)序試劑按對(duì)偶?jí)A基分為兩兩匹配的三組，并對(duì)待測(cè)DNA序列進(jìn)行三輪獨(dú)立測(cè)序，繼而產(chǎn)生三條互相正交的簡(jiǎn)并序列編碼。這三條編碼可互為校驗(yàn)，后續(xù)不但能夠通過(guò)解碼推導(dǎo)出真實(shí)堿基序列信息，而且具備對(duì)單輪測(cè)序錯(cuò)誤位點(diǎn)的校正能力。ECC編碼和解碼策略已被廣泛應(yīng)用在信息通訊和存儲(chǔ)等其它領(lǐng)域中，并被證實(shí)可以有效檢測(cè)和糾正數(shù)據(jù)傳輸或存儲(chǔ)時(shí)發(fā)生的錯(cuò)誤。此次黃巖誼團(tuán)隊(duì)在測(cè)序技術(shù)中首次引入冗余編碼概念，通過(guò)和低錯(cuò)誤率的熒光發(fā)生測(cè)序技術(shù)巧妙結(jié)合，在實(shí)驗(yàn)室搭建的原理樣機(jī)上獲得了單端測(cè)序超過(guò)200堿基讀長(zhǎng)無(wú)錯(cuò)誤的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。

　　據(jù)了解，相關(guān)研究成果已經(jīng)公布在《自然》雜志上。

　　DNA測(cè)序（DNA sequencing，或譯DNA定序）是指分析特定DNA片段的堿基序列，也就是腺嘌呤（A）、胸腺嘧啶（T）、胞嘧啶（C）與鳥嘌呤的（G）排列方式。RNA測(cè)序則通常將RNA提取后，反轉(zhuǎn)錄為DNA后使用DNA測(cè)序的方法進(jìn)行測(cè)序。目前應(yīng)用最廣泛的是由Frederick Sanger發(fā)明的Sanger雙脫氧鏈終止法，DNA sequencing technology，在分子生物學(xué)研究中，DNA的序列分析是進(jìn)一步研究和改造目的基因的基礎(chǔ)。目前用于測(cè)序的技術(shù)主要有Sanger等（1977）發(fā)明的雙脫氧鏈末端終止法和Maxam和 Gilbert（1977）發(fā)明的化學(xué)降解法。這二種方法在原理上差異很大，但都是根據(jù)核苷酸在某一固定的點(diǎn)開始，隨機(jī)在某一個(gè)特定的堿基處終止，產(chǎn)生 A，T，C，G四組不同長(zhǎng)度的一系列核苷酸，然后在尿素變性的PAGE膠上電泳進(jìn)行檢測(cè)，從而獲得DNA序列。

　　DNA測(cè)序技術(shù)已經(jīng)在基因組研究中得到了廣泛的應(yīng)用，使基因表達(dá)的精確度達(dá)到數(shù)字化，揭示了染色質(zhì)組蛋白的新功能。

　　全世界二百多位專家學(xué)者，在為期四天的會(huì)上將交流新近問(wèn)世的DNA測(cè)序技術(shù)的最新進(jìn)展，探討基因組學(xué)和基因測(cè)序技術(shù)在生命科學(xué)研究和生物產(chǎn)業(yè)中的更廣泛應(yīng)用。

　　最新研究發(fā)現(xiàn)，人類基因組中的大部分DNA都被轉(zhuǎn)錄成RNA并大范圍地相互重疊，使人類基因組形成一個(gè)交織的網(wǎng)絡(luò)。在這個(gè)網(wǎng)絡(luò)里幾乎沒有沒被使用的DNA序列，基因只是眾多的具有功能意義的DNA因子的一種。這些基因組新特性的發(fā)現(xiàn)將有力地促進(jìn)精確、廉價(jià)和高通量的基因組技術(shù)的研究和開發(fā)以加深對(duì)基因組結(jié)構(gòu)和功能的探索，使基因組學(xué)的研究成果廣泛地應(yīng)用于臨床醫(yī)學(xué)和衛(wèi)生保健。新的DNA測(cè)序技術(shù)同時(shí)還是表觀基因組學(xué)、比較基因組學(xué)，環(huán)境基因組學(xué)和癌癥基因組等計(jì)劃的主要推動(dòng)力。