四天内QIAGEN、Illumina、Agilent都与这家公司达成合作

　　在去年的摩根健康大会上以黑马之姿出现在公众视野的10X Genomics公司(以下简称10X 公司)，在2015年2月推出GemCode平台，一时间引起业界广泛关注。时隔一年，在2016年2月，该公司在短短四天内接连宣布与业内多家大型公司达成合作伙伴关系。这几家公司不约而同的看中了该公司的GemCode平台技术。2016年1月的摩根大会上，该公司推出了GemCode平台的配套文库制备试剂盒，并且很快将推出用于外显子测序的试剂盒。该公司还计划升级平台，以兼容Illumina公司HiSeq X 10系统。去年该平台上市以来，截至1月已售出43台。

　　2月8日，10X 公司宣布，正与QIAGEN公司共同开发新一代测序和单细胞分析的流程以及解决方案。根据合作协议，QIAGEN公司将通过10X公司的Gemcode平台和单细胞产品优化本公司的样本制备。结合10X公司的Gemcode平台以及QIAGEN公司的单细胞产品、NGS产品GeneReader ，开发更新更全面的样本制备解决方案。

　　10x公司首席执行官Serge Saxonov在一份声明中说：“我们很高兴此次有机会与Qiagen公司从样品制备、基因组综合分析，生物信息学解决方案等方面展开合作，获得更多的信息来更全面的了解疾病。我们希望这种合作，让双方的客户都能获益。”

　　QIAGEN首席执行官Peer Schatz表示：“新的伙伴关系将有助于进一步挖掘每个产品的潜力，为NGS研究提供重要的新技术。”

　　2月9日，10x公司还与Illumina公司达成合作，Illumina测序仪结合10x公司的Gemcode平台将为研究人员提供更为广泛的测序应用。

　　Illumina公司首席商务官Christian Henry表示：“我们很高兴10x公司成为我们的合作伙伴，共同建立产业生态。Gemcode技术能为HiSeq X、HiSeq、Nextseq、和Miseq的用户升级现有系统，相比于市面上其他的长读长系统可以以更低的成本和更高的质量提供服务”。

　　2月11日，10X公司和Agilent公司宣布，正在结合双方技术优势合作开发高效的外显子组产品，通过双方的优势互补，能够提高外显子测序的深度，可以用来更加精准地检测变异位点，尤其是基因组上那些难以匹配的区域，此外，除了外显子区域，新产品可以附加其他区域以便用来开展phasing分析，这为用户分析基因组复杂的结构变异带来了诸多好处。通过将Agilent公司的SureSelect靶向序列捕获技术用于10X公司的Gemcode平台，样本量仅需约1纳克DNA。

　　Agilent基因组学事业部副总裁兼总经理Herman Verrelst在声明中谈到：“我们与10X公司合作将促进对疾病的进一步认识，让我们站在技术创新的最前沿。新技术独特的潜力，提升了对父母双亲的单倍型分析以及基因结构变异的检测能力，对于癌症等疾病的临床研究将产生重要的影响。”

　　测序技术发展趋势

　　以Illumina HiSeq测序仪为代表的二代测序技术是将基因组DNA打断成小片段再进行测序，通过生物信息学手段将读取的小片段序列进行组装，而对于已经具备参考基因组的物种，则直接与参考基因组比对检测变异信息。由于此项技术在测序前将基因组DNA随机打断成小片段，根据测序仪的读取策略，每条测序序列的读取长度仅有100～300bp，无法辨别读取的序列信息是否来源于相同的DNA模版链，因此不利于单倍体分型(发生突变的遗传信息来源于亲本哪一方)，对于结构变异(大片段DNA插入、缺失等变异)的鉴定也存在误差。

　　利用测序得到的碱基排列信息还原基因组真实突变情况是测序研究的终极目标，将这一过程想象成拼图游戏，读取的遗传序列信息越长，每一块拼图越大，获得完整拼图原貌的难度越小，细节越接近拼图的原图，这也解释了为什么测序技术的发展趋势是获取大片段、长reads碱基序列信息。三代单分子测序技术虽然可以直接对模版中的DNA分子进行测序，但是无与伦比的长读长伴随而来的是高测序错误率和昂贵的测序费用，制约了三代测序技术的应用和发展。

　　GemCode：短读取策略获取长片段信息

　　GemCode平台是一套条形码标注、追踪系统，由仪器、试剂、信息学分析软件共同组成。通过向传统文库构建的操作中引入了Barcode标签，以追溯测序读取的短序列信息的模版来源——携带同一Barcode标签的reads来源于相同的DNA模版链。构建好的文库除了携带特异性Barcode信息，还带有常规Illumina测序仪识别的接头序列及测序引物，GemCode平台仍须倚靠Illumina测序仪进行碱基识别读取。

　　GemCode技术的核心是利用微流控芯片对微量1ng基因组DNA进行精确分区，保证每个小的反应体系中仅有一条DNA模版链。每个小的反应体系(GEM，Gel Bead in Emulsion)含有特定相同的千万个拷贝的Barcode序列，不同GEM反应体系中的Barcode碱基组成并不相同。GemCode平台配套的数据分析软件将Barcode标记能力与短读取数据相结合，产生了独特的一类数据类型：Linked-Reads，利用Barcode标记信息将同一模版DNA来源的序列信息进行拼接，从而获得大片段遗传信息。

　　此项技术不仅可以用于全基因组测序，还可以用外显子组及目标区域测序，虽然目前发布的数据都来源于人类基因组研究，但是据10X Genomics公司的技术人员称，并没有官方文件限制Gemcode平台在其他物种基因组层面的研究。

　　据悉，GemCode仪器的售价为75000美元，耗材成本每个样本约为500美元。目前还没有技术能在如此低廉的投入下，快速准确地进行单倍体分型、结构变异检测及复杂基因组的de novo组装。