Ion Proton należy do grupy metod sekwencjonowania poprzez syntezę, w których określenie kolejności występowania poszczególnych zasad przebiega na podstawie budowy nici komplementarnej do badanej matrycy. W perforowanych, półprzewodnikowych mikro-chipach umieszczana jest polimeraza DNA oraz duża liczba kopii jednoniciowej matrycy poddawanej sekwencjonowaniu. Reakcja realizowana jest w kilkuset milionach takich chipów jednocześnie, co zapewnia precyzyjny pomiar. Do studzienek kolejno dodawane są trifosforany deoksyrybonukleotydów (dNTP) określonego rodzaju – jeśli dodany dNTP pasuje do matrycy, następuje jego dołączenie do powstającej nici komplementarnej. W wyniku polimeryzacji uwalniany jest jon wodorowy powodujący zmianę pH roztworu, co wzbudza sygnał czujnika rejestrującego zmiany potencjału elektrycznego, wykrywającego zajście takiej reakcji. W przypadku występowania wielokrotnych powtórzeń tego samego nukleotydu uwalniana jest większa ilość jonów wodorowych, co powoduje proporcjonalnie wyższy sygnał czujnika. Nieprzyłączone dNTP ulegają odmyciu przed zajściem kolejnego cyklu reakcji.
Główną zaletą tej technologii jest jej duża szybkość oraz minimalne koszty operacyjne, nie jest bowiem wymagane zastosowanie modyfikowanych nukleotydów ani pomiarów optycznych. Natomiast jednym z ograniczeń metody jest trudność określenia liczby powtórzeń nukleotydów w długich fragmentach homopolimerowych. Kolejną wadą jest krótki odczyt w porównaniu z innymi metodami sekwencjonowania, co jest dużą przeszkodą np. podczas określania sekwencji genomu de novo. Obenca długość odczytu dla metody Ion Proton wynosi 400 par zasad podczas jednego przebiegu. Mimo to, technologia ta jest jedną z wysokowydajnych metod stosowanych obecnie w sekwencjonowaniu. Może być ona szczególnie przydatna poza dużymi ośrodkami przeprowadzającymi tego typu badania na co dzień, np. w małych laboratoriach czy szpitalach. Ze względu na krótką długość odczytu może być ona zastosowana np. w sekwenjconowaniu genomów czy transkryptomów mikroorganizmów.
Magdalena Sokulska
