背景及概述[1]
目标序列捕获是指通过某种方法有选择性的分离或者富集基因组的特定片段。从这个定义看，目标片段的PCR也是目标序列捕获的一种，不过这种方法通量小，目前一次PCR获取最长的基因组DNA片段长度应该不会超过50kb，而且需要特殊的酶和特殊的PCR条件，成本高昂，稳定性差。当然100kb以下的片段，通过多次PCR的方式也是可行的，一般每个扩增片段的长度在500bp左右性价比。目标序列捕获的另一种重要的方法是根据核酸分子碱基互补杂交原理发展的。即根据目标基因组序列，设计与之完全互补的探针，将这些探针固定在某些支持物上(用于分离)，然后打断基因组DNA，加上接头(用于测序)后与探针杂交，洗脱未杂交上的DNA，回收目标DNA片段，可以直接建库进行DNA测序。
目标序列捕获测序是目前基因组学研究中的一个热点技术，主要原因是全基因组测序需要耗费大量的成本和时间。所以有选择性(目标序列捕获)的深度测序是目前基因组研究的明智选择，当然不断改进的测序技术和不断改进的生物信息分析将会大幅度的降低成本和时间。当人们只对部分基因组进行测序时，在相同成本下，研究者可以研究到更多的样本数量和测到更深的深度。我们知道，样本数量是发现致病基因的关键指标，尤其是较常见的疾病，样本量越多，定位到疾病相关基因的可能性越大。特别对于一些稀有的变异或者部分体细胞的基因突变，测序深度决定了靶向测序是一种有效的工具。当全基因组测序的试剂成本真的降到1000美元时，处理随之而来的海量生物信息将是巨大的问题，分析的费用也会远远高于1000美元。如果同时解释个体的所有遗传信息(DNA序列、突变、CNV、甲基化、转录本等)，研究人员能否从获取的数百万位点中挑选出重要的突变位点，重复的序列如何屏蔽，各组学问数据如何交叉分析结果如何解释?这些都需要新理论和新算法的出现，然而对于疾病的遗传研究时不我待。因此，靶向测序作为全基因组测序的补充技术是非常有用的，它大大简化了分析的目标。
应用[1-2]
1）医学：利用目标序列捕获测序的方法研究遗传疾病，取得了不错的结果。利用基于微阵列的杂交技术对l2个人的外显子组进行了测序。其中4个个体是无亲缘关系的弗里曼一谢尔登综合征患者，另外8个个体是正常对照，来源于国际人类单体型图计划(HapMap)。弗里曼一谢尔登综合征已知是由MYH3基因的变异引起的孟德尔显性遗传疾病，非常罕见。这一研究结果发表在2009年的((Nature)杂志，是篇人类外显子组测序的论文。该文章的发表为单基因遗传病研究提供了全新的方法，同时也建立了完整的测序数据分析流程：
①去掉同义突变；
②去掉公共数据库正常人携带的SNP位点；
③通过软件预测突变对所表达蛋白功能的影响；
④找出患者共同拥有的突变，最终定位到了候选致病基因MYH3。在(NatureGenetics))在线发表了篇利用外显子捕获测序技术寻找到未知病因的致病基因的文章。研人员选择了三个独立的米勒综合征家系，对其中4名患者进行外显子测序。通过与人类参考序列比较，4个患者的DHODH基因都产生了变异。通过进一步验证，研究人员在其他3个家系的米勒综合征患者中发现DHODH基因上存在同样突变。这篇文章为研究未知病因的单基因遗传病建立了外显子捕获测序技术的解决方案。
在肿瘤疾病的研究方面，采用全外显子捕获测序技术也取得了重要的成果。葡萄膜恶性黑色素瘤(maligmentmelanomaofuvea)是一种较多见的恶性眼内肿瘤，AnneBowcock等@采用了外显子组测序方法，结果发现在31个肿瘤样本中有26个(占84％)样本的BAP1基因存在着失活性突变。将此技术应用在胰腺神经内分泌瘤(PanNET)的突变检测上，发现在68位被检测的患者样本中，MEN1基因突变有30例，DAXX突变有17例，ATRX突变有12例。瑞金医院一个研宄小组利用外显子组测序技术对急性髓系白血病M5型的患者血液样品进行了筛查，发现l12名患者中有23例存在DNMT3A突变，比例为20．5％。有研究应用目标序列捕获测序和高通量二代测序技术(next-generationsequencing，NGS)对临床拟诊PKD患儿的PKLR基因12个外显子及其侧翼序列进行测序，采用SIFT及PolyPhen-2数据库预测突变对蛋白质功能的影响，在确定患者致病基因型后，应用Sanger测序技术对此基因型进行验证。
结果NGS结果显示，患儿PKLR基因存在罕见的双重杂合突变：第5外显子661G>A(Asp221Asn)和第10外显子1528C>T(Arg510Ter)，导致该基因的第221位氨基酸由天冬氨酸突变为天冬酰胺，第510位氨基酸由精氨酸突变为终止密码子，使PKLR基因氨基酸链编码提前终止；Sanger测序技术进一步验证了该双重突变的存在。检索相关文献及数据库显示，这两种突变在人群中的发生率极低，蛋白质功能预测均显示为有害。因此PKLR基因661G>A与1528C>T双重杂合突变是该PKD患儿的分子发病机制，PKD患者同时存在上述复合突变的报道在国内外尚属首次。
2）其他：随着技术的发展，目前捕获技术不仅限于基因组DNA，已经有研究利用捕获测序技术研究RNA序列。利用此技术富集感兴趣基因的RNA，通过对这些基因的有效的富集，研究人员不需要增加测序总量就可以检测低丰度基因，同时还检测到了基因融合。利用RNA捕获测序技术可研究许多问题，如低丰度转录本的定量，基因的可变剪接，基因融合以及等位基因的表达。安捷伦公司于2011年初推出了SureSelectRNA捕获试剂盒，相信通过该试剂盒结合新一代测序技术将极大的推进转录组的的研究。
主要参考资料
[1] 目标序列捕获技术及其应用
[2] 目标序列捕获测序检出红细胞丙酮酸激酶缺乏症PKLR基因新的复合突变