【NGS Introduction Series- Single-stranded DNA next-generation sequencing (ssDNA-seq)】

Date: 2026-5-22

        單股DNA普遍被發現於單股DNA病毒、古生物樣本DNA、cfDNA、環境DNA、FFPE樣本,ssDNA 的過量或持續存在,代表 DNA 損傷、複製壓力或病毒感染。 

       一般NGS通常為針對雙股DNA (dsDNA)接上adapter後進行文庫建構,目前有開發針對單股DNA (ssDNA) 的NGS試劑組,能夠直接在單股DNA末端接上adapter後建構文庫,減少雙股DNA合成過程中的錯誤偏好 (bias),保留單股分子特有的信息,適合用於處理微量或高度降解的樣本,可以應用於研究單股DNA病毒、古生物樣本DNA、cfDNA、環境DNA、FFPE樣本、與蛋白質相互作用的單股DNA或是CRISPR/Cas9基因編輯檢測等。

 

        目前市面上常使用的ssDNA NGS文庫建構試劑組主要有二種: 

enlightened ssDNA-Seq Kit (Takara) (右圖):

 

✔️ 樣本中可同時含有單股及雙股DNA

✔️ 樣本DNA可偵測片段範圍50~600 bp

✔️ 樣本DNA起始量為10 pg~250 ng

✔️ 原理為利用Single-Strand DNA Ligase (SDL)直接將adapter接在單股DNA的3’端,接著加入引子進行extension合成互補股,最後再以傳統方式接上5’端的adapter,藉由此方式可生成具有方向性的文庫。

✔️ SDL的接合效率較低,最大的缺點為無法區別樣本DNA及adapter,故容易產生adapter dimer,導致大量定序數據的浪費。 


 

   enlightened xGen™ ssDNA & Low-Input DNA Library Prep Kit (IDT) (左圖):

✔️ 樣本中可同時含有單股及雙股DNA

✔️ 可偵測樣本最小DNA片段為40 bp

✔️ 樣本DNA起始量為10 pg~250 ng

✔️ 原理為利用Adaptase在單股DNA片段的3’端同時進行末端修飾 (Tailing)及adapter接合 (Ligation)反應,接著依序進行extension合成互補股及接上5’端的adapter,建構成具有方向性的文庫。

✔️ 為高度優化後的技術,其特色如下:

 

 (1) 在單一試管內連續完成反應,不需中間純化,大幅降低樣本損失。

 (2) 經由特殊的引子設計及Adaptase的酶活性,有效地抑制adapter dimer生成,以及具有較佳的接合 (Ligation)效率。

 (3) 缺點為價格較昂貴。 

 

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#ssDNA

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