作者:刘丹 来源:中国科学报 发布时间:2012-2-21 6:32:23
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纳米测序商业化在即

 
英国牛津纳米孔公司亮相的比手掌还小的测序仪。
 
■本报记者 刘丹
 
2008年,太平洋生物技术公司曾预计,5年后,个人基因组的测序将在15分钟内完成,费用低于1000美元,人人都可以消费得起。这种说法当时被许多人认为是“不可能的任务”,然而这个预言或许将被提前实现。
 
近日英国牛津纳米孔公司(Oxford Nanopore Technologies)发布公告称,计划本年将其纳米基因链测序技术商业化。这项技术使得平常需要复杂仪器来完成的DNA测序变得高速而廉价。
 
牛津纳米孔公司同时宣布将推出一款最新测序仪产品——U盘大小,基于新一代DNA测序技术,且价格在900美元以下。消息一出,几个相关的“第三代”测序公司如Life Tech和Illumina等股票随即应声下跌。
 
倘若实现将成为全球第一个投放纳米孔测序仪到市场的企业,这将对现有基因测序市场格局造成强势冲击。
 
角逐“第三代”
 
近些年来,基因测序领域发生的翻天覆地式的变化让所有关于技术与产业发展的预测都显得过于保守。
 
过去一两年中,基因测序领域产品与技术的更新换代几乎让业界人士难以适应——几乎每个月都有新品上市。先是Life Tech的Ion PGM,紧接着是Illumina的MiSeq。这下,第三代测序公司英国牛津纳米孔也不甘落后。而他们宣称即将实现商业化的纳米测序技术,对于基因测序领域将具有重大意义。
 
自20世纪70年代,弗雷德·桑格尔发明基因测序技术以来,基因测序技术突飞猛进,测序时间明显缩短,成本大幅下降。目前,世界领先企业及实验室已经开始在第三代基因测序技术上展开竞争。2009年,基于纳米孔的单分子读取技术,牛津纳米孔公司成功研发出第三代基因测序技术。
 
10多年来,研究人员一直在致力于研究纳米孔测序,它可以直接读取长的不用处理的DAN链,原理就是:当DNA分子穿过一个设有探测器的纳米级小孔时,识别出序列中的每个碱基。
 
“这项技术的原理好比吃面条,抓住一头一吸,从头读到尾;而现有的高通量技术则有点像吃米饭,一粒粒的很短,需要读很‘深’才能避免出错。”华人生物学家韩健告诉《中国科学报》。
 
“这个技术的好处是分析几个细胞的基因组,像抽蚕丝一样,把一根DAN分子通读一下,得到比较完整的全基因组序列。所以他们拼的不是通量,而是长度和精确度。同时,他们的好处是对标本要求比较低、价格低、速度快、体积小。”韩健说。
 
而同期,加入到“第三代测序”角逐中来的还有IBM公司。IBM亦宣布其采用了一种基于“DNA晶体管”的技术,有别于牛津纳米孔公司的生物纳米孔方法。
 
面条还是米饭?
 
快速、单分子、无须成像、前所未有的扩展性,这些特征彰显出纳米孔测序的巨大潜力。即将商业化的纳米孔测序平台,将让新一代测序市场的竞争更加白热化。
 
在基因测序仪器装备上,美国宣称要在2013年推出第三代基因测序仪,日本和欧洲也有相关的研发计划。2009年12月,中科院与浪潮集团宣布联手共同研制国产第三代基因测序仪,并计划在3年内问世。如若成功,将有望缓解目前国内研究所使用的基因测序仪完全依赖进口、价格昂贵的窘境,并填补我国在基因测序基础装备领域的空白。
 
我国自主研发的高通量测序仪BIGIS-4系统已于去年投入了试运行,并完成了海洋中温菌的基因组测序工作。业内普遍期待BIGIS-4的全面商业化,让更多的国内实验室受益。
 
在韩健看来,第三代测序平台的商业化对于科研工作者而言绝对是利好消息,可是对类似华大那样靠技术平台提供测序服务的公司来说无疑又是一场挑战。“这种‘破坏性’新技术的出现总能引发行业重新洗牌。”韩健说,“不过第三代测序一定也有他们的问题,还有两三年的缓冲期。”
 
“牛津纳米孔的新产品也不是万能的。”韩健说,“不是每个全新的技术平台都能完美地替代前一代的产品。就如Ion Torrent不能取代454和HiSeq一样。有的客人喜欢吃米饭,有的就喜欢面食,生物技术也是如此。不能盲目崇拜某个平台,要学会冷静,清醒地分析不同平台的优缺点,找到自己介入和发挥的机会。”
 
《中国科学报》 (2012-02-21 B1 生物周刊)
 
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