在过去三年里，人类基因组测序数量（这些DNA是对碱基逐个读取的）从以前很少到如今成百上千的发展中。 但所有这些基因组解读缺乏一些关键信息。 人类染色体遗传自2套染色体，一套来自于母亲，另一套来自于父亲。现有的测序方法无法判明那些在基因图谱中彼此位置接近的遗传变异，究竟是来自于同一个染色体，还是部分来自于母系染色体，部分来自于父系染色体。了解这些信息，可以更容易测定胎儿DNA中是否含有不同疾病的致病基因，以及更好地追踪人类进化的轨迹。

　　现在两个团队设计出了判断基因分属的方法—也就是个体中的单倍体。斯坦福大学的史蒂芬·奎科（Stephen Quake）及其团队设计了物理分离染色体对和对每条DNA链进行逐一测序的方法。位于西雅图华盛顿大学的杰·桑德拉（Jay Shendure）和同事们则是在特殊分选池中对单个染色体进行测序，并将取得的信息整合在基因组中。这两个方法均已发表在本周《自然-生物技术》杂志上。

　　“这是至今已发布的染色体组（片断）测序中的技术缺陷，”斯坦福的生物工程师奎科说，他是2002年度麻省理工科技创业评选出的35岁以下顶级创新者（TR35）之一，“从现在开始我们对每个基因组将会以单倍体形式记录。”

　　奎科的团队利用他们研发的微流体技术分离和分析单细胞。 首先， 研究者将单细胞阻断在细胞周期的同源染色体分离阶段，然后裂解细胞，让随机分配的同源染色单体进入微流体芯片的各个小分隔中，再进行复制或扩增，以小分隔为单位进行DNA分析。

　　桑德拉是2006年度的TR35获奖者，他的团队可从个体的染色体组中随机取样，扩增40000碱基长度的DNA。因为每个DNA片断都来自于染色体对的其中之一，目前已知所有的可遗传变异的基因片断在染色体上的位置是固定的。

　　桑德拉和奎科说，掌握单倍体的信息对人类遗传学来说具有巨大的冲击效应，不仅有助于诊断和了解某些遗传性疾病，还可以追寻从灵长类祖先到现代人类的进化过程。

　　如果某人在单基因里具有2种疾病相关的突变，运用现阶段的基因测序方法则很难判明该基因是分别来自父亲和母亲的两个突变，还是两个变异都处于同一条基因拷贝上。 如果是前者，此人带有2个缺陷基因， 则很可能引起健康问题。如果是后者，此人带有的是一个缺陷拷贝和一个健康拷贝。在多数情况下，健康拷贝可以补偿有缺陷的，从而避免致病。

　　由于在骨髓或器官移植时，供者和受者的免疫基因必须精确吻合，单倍体型分析也让测定个体的人类白细胞抗原(HLA)类型成为可能。 “这是人类基因组中最具有多态性（可变性）的部分之一，”奎科说。现有的检测方法证实HLA类型可产生一系列变化，但无法提供不同类型的HLA在哪条染色体上的位置信息。“如果不记录这点，就无法找到完美的配型，”奎科说。“大致来说，人们可以通过检测[单倍体]和读取其信息，为骨髓移植者做更好的配型。”

　　这项技术也可收集母亲的血样中的DNA，进而为胎儿基因组测序，检测是否具有遗传性异常。(胎血中混合了母亲和孩子的DNA，因此提取完整的胎儿基因组序列特别困难。)

　　除了医学领域，研究者说，单倍体信息有助于研究群体遗传学，例如评估人口扩张和迁徙的规模和时期。“如果已知个体的染色体，你就可得到更高分辨率的多样性，”斯克里普斯研究所（Scripps Research Institute）的遗传学者尼古拉斯·朔尔克（Nicholas Schork）说，他没有参与任何一方研究，但他就这项研究写了一篇评论发表在《自然-生物技术》杂志上。“如果你看问题集中在基因型水平与单倍体型水平的比较，则会损失大量信息。

　　研究者们已经可以在统计学上推断出欧洲人群的单倍体型，这多亏欧洲人数千年前经历的遗传学瓶颈效应。(随着每世代染色体对的分离和重组，单倍体会缓慢地逐渐缩短。欧洲人具有未被破坏的长段单倍体，所以便于分析研究。) 但统计技术并不能用于非洲人群，这意味着非洲人群的遗传分布较稀疏。因此大部分与整组基因相关的研究都集中在欧洲人群。

　　两种方法都会增加基因组测序的成本，所以还不清楚这些方法过多久会流行起来，朔尔克说，“目前桑德拉德方法是有可能在现有的实验室条件下实现的。”奎科的方法可得到更完整的数据——整条染色体的单倍体型——但它在技术上面临更多挑战，需要专门的芯片来分析单细胞。“单细胞测序和在培养皿中分离同源染色体是复杂的，”朔尔克说。“除非有人创建了可负担得起的测定法，否则很难普及应用。”奎科说他的实验室和合作者使用的芯片目前是由斯坦福大学的学院制造厂提供。他说，“未来可能会有商业化方式。”