化操作基因组测序仪

2010年3月17日，Life Technologies在其于北京举办的2011年生命科学新技术报告会上发布了利用半导体芯片实现高通量测序的Ion Torrent个人化操作基因组测序仪。报告会还介绍了Life Technologies包括分子生物体系、细胞体系与基因体系在内的三大业务领域中多项新技术及解决方案，逾三百位来自于生命科学与生物技术研究机构、医疗系统、公安机关、食品卫生系统等机构的客户参加了报告会。　　英特尔创始人戈登摩尔完成Ion Torrent基因测序　　Life Technologies的Jonathan Rothberg(Ion Torrent的创始人和董事长)在近期于旧金山召开的分子医学三方会议上表示，Ion Torrent已完成对芯片巨头英特尔的创始人之一戈登&bull 摩尔(Gordon Moore)的基因组进行测序，令摩尔成为第一个用&ldquo post-light&rdquo 测序技术测序的人类基因组。摩尔的基因组覆盖度比在其它新一代测序平台上测序的人类基因组&ldquo 更为均衡&rdquo 。　　芯片就是测序仪　　据Life Technologies中国市场部获悉，Ion Torrent 个人化操作基因组测序仪(Personal Genome Machine简称PGM)已经正式在中国开始发售。据介绍，Ion Torrent (PGM&trade ) 是革新性的半导体芯片测序技术平台。通过专有的大规模并行半导体感应器，对DNA复制时产生的离子流实现直接和实时的检测。当试剂通过集成的流体通路进入芯片中，密布于芯片上的反应孔立即成为上百万个微反应体系。这种独特的流体体系、微体系机械设计和半导体的技术组合，使研究人员能够在2小时内获取从 10Mb到1Gb以上的高精确度序列(选择与PGM&trade 测序仪匹配的不同款型半导体测序芯片)。作为革新性的测序平台，可以预见市场对此类测序产品有着相当大的需求。　　三大亮点&mdash &mdash 可扩展、简捷、快速　　Ion Torrent的亮点在于其可扩展的操作平台、简捷的操作方式以及高速的测序效率。　　利用自然的生物化学原理研发的集中于一张芯片的测序技术拥有极其强大的可扩展性，为技术升级提供了广阔的空间，同时也节约了升级成本。在此基础之上，由于其化学测序原理自然简单，无修饰的核苷酸、无激光器或光学检测设备，因而可达到极小的测序偏差和出色的测序覆盖均衡度，一台仪器即可适合各种测序通量需求的科学研究，在较短的时间内获得真实可靠的实验结果。　　另外，Ion Torrent操作便捷，真正实现了个人化操作。只有一台主机和一台伺服器的Ion Torrent显得相当小巧，可谓是便携式的测序仪器，可以放在操作台上操作，方便科研使用需要。　　另外，Ion Torrent还是一部高速且高效的测序仪器。早期的基因测序技术对某人进行全基因组测序，再加上之后的数据分析，需要数个月的时间才能完成整个过程。目前其他二代超高通量的基因测序平台进行全基因组测序及分析也需要几个星期或者一个月的时间。而Ion Torrent则可以在两个小时内完成相对高通量的测序通量，并得到非常精准的测序结果。　　基因测序应用广泛，向个性化医疗又迈进一步　　包括Ion Torrent在内的Life Technologies基因技术家族产品可以广泛应用于医疗研究、法医鉴定、农作物研究、动物健康等多个领域，对人类生活与公共安全具有着重大的意义。　　基因测序系统的开发与应用对医疗事业的发展，尤其是对受遗传基因影响较大的癌症的攻克意义重大。现有的对癌症的临床治疗方案基本上是依据成规进行用药，而在基因测序技术的推动下，医护人员可以根据病人在基因上的个体差异制定个性化的治疗方案。同时，该技术的应用还可以提高人类对癌症的预知和预防能力，并为致力于此领域研究的专业人员提供一个更高效的平台。　　Ion Torrent测序仪器的研发让我们向真正的个性化医疗又走近了一步。个人基因测序的成本大幅度降低，而且精准度同时在逐步提高。同时，仪器的操作流程已经得到了进一步简化，这使大部分实验室都可能应用这项高新技术来进行科研。随着基因测序技术的革新和医疗领域的发展，中国医疗领域对基因测序技术进行临床应用已不再遥远。

p style="text-align: center text-indent: 2em "img style="max-width: 100% max-height: 100% width: 562px height: 324px " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202011/uepic/c5bb95ab-d7b9-4050-a3b7-12296053ef62.jpg" title="微信图片_20201103135358.jpg" alt="微信图片_20201103135358.jpg" width="562" height="324"//pp style="text-indent: 2em "10月29日，《核酸研究》（Nucleic AcidsResearch）在线发表了国家微生物科学数据中心（中国科学院微生物研究所微生物资源与大数据中心、世界微生物数据中心）团队关于全球模式微生物基因组数据库gcType的文章。gcType是由我国牵头的全球模式微生物基因组测序计划的重要成果。br/模式菌株（type strains）是在给微生物定名、分类记载和发表时，以纯菌状态所保存的菌种，是微生物分类学的标准参考物质，也是理想的生物技术研究工具，具有重要的科研和产业价值。模式菌株长期以来分散在全球各国超过100余个保藏中心，是各个保藏中心甚为珍贵的资源。2018年，微生物所牵头组织发起了全球模式微生物基因组测序计划，从全球微生物资源保藏中心选择目前未进行测序的模式微生物菌株（包括细菌、古菌和可培养真菌），预计5年内完成超过10,000种的细菌、真菌、古菌模式菌株基因组测序，建立全球微生物模式菌株基因组测序合作网络，现已有来自美国的ATCC、日本JCM和NBRC、韩国的KCTC等超过12个国家的26个微生物资源保藏中心正式加入该计划并形成了重要了阶段性成果。目前，国家微生物数据中心（世界微生物数据中心）已经形成了国际引领的微生物大数据平台体系。其中全球微生物菌种目录（Global Catalogueof Microorganism, gcm）集成了来自全球50个国家133个微生物资源中心46万微生物菌种资源数据(Nucleic Acids Res. 2016)，是目前最大的微生物实物资源数据平台。/pp style="text-indent: 2em "全球模式微生物基因组数据库（Global Catalogueof Type Strain, gcType）整合了16701个有效发表的原核生物的超过13 944个基因组数据(Nucleic Acids Res.2020)，是目前在模式微生物基因组方面数据最为全面，功能最为完善的数据平台，为用户提供一站式的数据管理和基因组注释、新种鉴定等分析。/pp style="text-indent: 2em "全球微生物组数据库（The GlobalCatalogue of Metagenomics, gcMeta）整合了超过200TB宏基因组相关数据和超过100个在线数据分析工具及整合的工作流(Nucleic Acids Res. 2019)。国家微生物科学数据中心持续为超过90个国家的用户提供高质量的数据服务，致力于建立国际一流的微生物数据中心。/pp style="text-indent: 2em "国家微生物科学数据中心史文聿博士和孙清岚博士为文章共同第一作者，中心马俊才研究员与吴林寰研究员为共同通讯作者，国内外22个团队共同参与了文章的相关工作。衷心感谢中国科学院国际大科学培育专项计划、科技部国家微生物科学数据中心、中国科学院微生物学科数据中心、中国科学院地球大数据A类先导专项、中国科学院战略生物资源网络计划等项目的长期支持。/ppbr//p

日前，由中国农业科学院特产所牵头的中国梅花鹿全基因组测序计划启动。　　该计划将采用测序深度达30X的新一代高通量测序技术(鸟枪法)，联合新西兰皇家农业科学院茵沃梅农业研究中心、加拿大阿尔伯塔大学以及国内外相关单位，合作完成中国梅花鹿基因组的测序、组装和注释工作，以奠定中国梅花鹿功能基因组学、蛋白组学和分子遗传育种的研究基础。　　该计划的实施将使中国梅花鹿成为世界上第一个全基因组测序的鹿种。基因组序列框架图谱的绘制将大大加速中国梅花鹿的育种过程，对于寻找与鹿生产性能有关的SNP标记和功能基因，特别是寻找控制鹿茸再生的相关基因具有重大的意义。

CG公司的基因组测序工作完全由机器人完成工作人员正在蓝色幽暗的&ldquo 车间&rdquo 内操作检测设备　　美国加州的山景城是&ldquo 硅谷&rdquo 的重要组成部分。现在，一个与硅芯片相关的潜力大产业正在这里兴起，那就是基因组测序技术产业。这个产业的发展是随着多家大公司的激烈竞争开始的。不过，一家名为&ldquo 整合基因&rdquo (Complete Genomics，CG)的公司不像别的公司一样研发和销售测序仪器，而是为科学家提供外包的测序服务，更绝的是，在这家公司里做测序的，并不是研究人员，而是一排排的机器人。近日，《新科学家》杂志探秘了这家充满科幻意味的公司。 　　前台都是&ldquo 机器人&rdquo 　　走进CG公司，连前台都由计算机终端出任。它会主动向来客问好，询问姓名、身份和来访意图。旁边连接的一台打印机则自动打出访客挂牌。与此同时，一份电子邮件已经发送到内部接应人员的电脑上。　　这家公司的生产线更像科幻电影里的实验室，昏暗蓝色的房间里到处都是高级仪器，室内温度保持在28℃和相对较高的湿度，几名穿着实验服，带着发罩的工作人员在监视着电脑屏幕，查看着机器人的运作状态。　　这儿已经成为了世界上最大的人类基因组测序工厂。只是在这里工作的不是人类，而是机器人。在一个大约只有半个网球场大的房间里，&ldquo 坐着&rdquo 16台机器人，不间断地进行着人类基因组测序的工作。去年，它们完成800个人的DNA测序工作&mdash &mdash 其中三分之一是后半年做出来的。到了今年，它们已经可以每个月生产出400个人的基因了。　　CG公司只是目前迅速形成产业的诸多基因组测序公司中的一家，但是它十分独特。公司市场总监图柯特(Jennifer Turcotte)对《新科学家》杂志解释说，通常而言，DNA测序是在一个密封的机器里进行的，但在这家公司的实验室里，机器人却是在一个开放暴露的环境下做基因组测序，这是为了便于维修。实验室特定的温度和湿度是为了符合测序中出现的生化反应，微弱的蓝光是为了避免荧光探测剂在探测基因代码符号时受到其他频率光波的破坏。　　这儿所进行的基因组测序，已是目前最新的第三代基因组测序技术，称为&ldquo DNA纳米球测序技术&rdquo 。这种新方法是将DNA链放置在一小块硅芯片上进行调节，自我组装成所谓的&ldquo 纳米球&rdquo 。这样的测序所需要的试剂更少，得到的数据则更多。　　技术人员都穿着无尘室服装，因为任何一点灰尘都会干扰测序，除非哪儿出问题了，一般而言这些技术人员不会干预机器人的工作。机器人则会自动添加试剂，操作样本，每个DNA纳米球上携带着70个核苷酸，其排列顺序会通过光信号被拍摄记录下来。　　费用正在逐步降低　　这些机器人正在做的工作，是一个浩大庞杂的工程蓝图中的第一步，所有的人类基因组中有着30亿对碱基对，而CG计划将其全部组装出来。这需要非常大的计算量，公司为此也建了一个自动数据中心。不过，这个数据中心设在距离公司大约有20分钟车程的地方&mdash &mdash 那儿的电费更便宜。　　目前CG公司只针对研究者和制药公司开放，个人还没法购买他们的服务。在这里，每对基因组测序要价9500美元，如果购买1000对以上，则每对价格降为5000美元。这个价格是随着基因组测序技术突飞猛进而急剧下降的，要知道，十年前，第一对人类基因组序列完成时，其价格是以十几亿美元计量的。而科学家现在已经预计几年后，基因组测序的价格可能会降到一般人都可能支付得起的程度。　　基因组测序的流水线完全是由机器人来做的，而职员做什么呢?公司共有185名职员，部分是科研人员，忙于改善公司的测序技术，另一部分则是做市场和联络，与各类客户打交道。　　基因组测序工程是一项既有非常光明的前途但又异常庞大的科学工程，而自动化则可能成为处理这项工作的最佳工具。基因学家们认为，通过一些基因扫描，是可以找到导致人类易感疾病的一些基因变异，人类基因谱上，有一些常见明显变异，但是就整个遗传问题来看，还有大量的混乱的遗传变异隐藏在DNA双螺旋体中，这些也导致了世界上千奇百怪的遗传疾病。　　如何去捕猎这些神秘莫测的错误基因代码呢?只剩下一个方法，那就是将整个人类基因谱测序，来捕捉一些可能和疾病有关的基因变异。这个方法虽然听上去如同&ldquo 大海捞针&rdquo 一样不靠谱，但目前一些迹象表明，今后或许基因组序列会成为医疗记录的一部分，或者科学家可以通过家庭的基因组测序来纠正基因错误。比如，去年西雅图系统生物学研究所的胡德(Leroy Hood)及其小组与CG公司进行了合作，在《科学》杂志上刊登了一篇论文。他们对一家四口的基因组进行了测序。这是个特殊的家庭，两个孩子都患有两种隐性遗传病&mdash &mdash &mdash 米勒综合征和纤毛运动障碍，而父母则完全正常，在分别测出这家人的基因序列后，研究者将父母和子女基因组序列进行比较，验证了米勒综合征这种非常罕见遗传病的致病突变。　　提供测序外包的服务　　目前，站在基因组测序产业化起跑线上的企业包括了同样位于加州的生物科学公司Pacific Bio。这个公司创立了首次可以对单个DNA进行测序的仪器。和CG公司一样，目前，这家公司也只向研究者提供服务。　　还有一些大型的、从事基因组测序产业的公司已经将基因组测序做到医院和个人普及的地步了，如研发制造大型测序分析仪器的Illumina公司。这个公司在2008年美国成长最快的科技公司评选中，风头甚至盖过了Google。它们提供的产品甚至可以直接给病人使用。而另一位基因创业企业家罗斯伯格(Jonathan Rothberg)甚至发明了可以放在桌子上的基因解码器，可以在2小时之内以很高的精度解读出1000万个基因代码符号。　　大部分的基因组测序企业都站在一个竞争线上，尽力提高DNA测序的速度，降低费用。而CG公司其实并非和它们是严格意义上的竞争对手&mdash &mdash &mdash 他们计划组装出所有的人类基因序列，研发也是为此目的而进行。此外，他们并不如其他公司一样开发更高级更小巧的基因组测序仪，而是为科学家提供基因组测序的外包服务，也就是说，研究人员无需购买、安装、培训、运行和维修仪器，而只要将样品交给这家公司，等待结果到来就可以。虽然很多人不理解他们的做法，但这家公司始终坚持自己的观点，认为这样的服务最能让科学家将时间从捣腾仪器设备的工作中解放出来，专心放在生物学和假说验证上。　　从这几年CG公司取得的成绩来看，这种做法确实是有效的。2009年，CG公司宣布其测出了第一个人类基因序列，并移交给美国生物科技信息中心数据库。同一年，他们在《科学》上刊文，发布了三个完整人类基因组序列分析的结果，当时文章还宣布，测序的成本已经可以降到1726美元。这在生物界引起了轰动。到了那一年结束，他们已经做出了50个人的基因序列。　　此外，他们的名字也随着来自各地的科学家一起多次登上了权威学术杂志。除了去年帮助科学家解开了米勒综合征突变难题给科学界留下难忘的印象之外，美国的罗氏公司还曾经借助CG的基因组测序技术，完成了人类科学史上第一例肺癌患者的全基因组比较。相关研究结果刊登在《自然》杂志上。而美国癌症学会也开始和CG公司联手，希望通过其服务比较正常人和癌细胞基因组序列的差异。或许在不久的将来，解开癌症之谜的第一个贡献就属于这些蓝光照耀下的机器人。

p　　近日，迪拜宣布了一项医疗计划，准备对300万城市居民进行DNA测序，原因很简单：通过DNA测序筛除风险，让迪拜城市居民在得病前就能得到治疗。/pp style="text-align: center"img src="http://img1.17img.cn/17img/images/201803/insimg/d41cddd7-425b-43a7-9fd6-371777719b9b.jpg" title="201803070948409271.jpg" style="width: 500px height: 309px " width="500" vspace="0" hspace="0" height="309" border="0"//pp　　阿联酋在近期宣布了这项新计划，作为迪拜“10X计划”的一部分，该计划的目标是在未来10年内使一些概念性的技术尽快标准化，并尽快推动实现。根据媒体报道，迪拜健康协会计划建立一个包括非公民在内的庞大的居民基因组数据库。在此之后，该计划将开发一种人工智能，用于分析数据，并在人们患上疾病前进行预测。/pp　　有关当局表示，他们希望逆转基因过程。他们不打算研究“已患病居民”的基因组，而是打算让人工智能对患类似遗传病人的数据库进行研究，从而挑选出有患病风险的人。在项目的后期阶段，迪拜还希望与制药公司合作，设计针对基因条件的靶向治疗。通过这样的方式，他们希望根除(或至少控制住)遗传疾病，让那些有患病风险的人改变生活方式来预防疾病，并使药物更加有效。/pp　　总的来说，迪拜想要的是实施预防医学——在病人生病之前就治疗他们。不管怎样，这是一项艰巨的任务。如果有一个地方能用昂贵的成本给全民都进行基因测序，那这个地方就是迪拜。然而，报道并没有提到DNA将如何被保护，以及这些数据是否会被用于其他目的，比如执法。/pp　　随着精准医学的不断发展，国际上基因测序市场竞争越来越激烈，人类基因组数据也已经成为一笔宝贵的财富，多个国家已经宣布开展大型基因组计划，中国、美国、英国、沙特等都已开展甚至完成了部分人类基因组计划。/pp style="text-align: center"img src="http://img1.17img.cn/17img/images/201803/insimg/d5a75586-64c2-48de-8954-21388334b4ee.jpg" title="201803070949013460.jpg" style="width: 500px height: 313px " width="500" vspace="0" hspace="0" height="313" border="0"//pp　　strong中国十万人基因组计划/strong/pp　　2017年12月28日，我国正式启动“中国十万人基因组计划”，这是我国在人类基因组研究领域实施的首个重大国家计划，也是目前世界最大规模的人类基因组计划。此次启动的十万人基因组计划的覆盖地域包含我国主要地区，涉及人群除汉族外，还将选择人口数量在500万以上的壮族、回族等9个少数民族。按照计划，整个项目将在四年内完成全部的测序与分析任务，这也将是当前世界上推进速度最快的基因组工程。/pp　strong　沙特人类基因组计划(Saudi Human Genome Program)/strong/pp　　沙特人类基因组计划(SHGP)旨在研究沙特阿拉伯及中东地区疾病和慢性病遗传基础，并试图通过整合基础遗传信息数据库，限制该地区常见遗传疾病的传播。该人类基因组计划将是中东地区第一例基因组计划，沙特将与美国一家专业公司合作。2017年1月，已开展多年的沙特人类基因组计划(SHGP)将采用Ion Proton技术，在未来5年内通过对沙特阿拉伯的10个基因组中心的10万个个体基因组进行测序，研究沙特人的基因组，以找出许多无解疾病背后的基因突变。/pp　　strong英国十万基因组计划(100K genomes project)/strong/pp　　2012年底，英国Genomics England宣布了十万基因组计划(100KGP)，期望到2017年时完成10万个样本的全基因组测序工作。由于癌症和罕见病都与基因组中变异具有强相关性，因此项目的参与者可以是国家卫生系统(NHS)中关注罕见病或癌症的患者，以及患者家庭成员。项目目标是完成5万个癌症样本的基因组序列，5万个罕见病患者的基因组序列。/pp　　strong亚洲10万人基因组计划(Genome Asia 100K)/strong/pp　　2016年，非盈利联盟GenomeAsia 100K发起了亚洲10万人类基因组计划(GA 100K)。该项目的主要目标是完成10万个亚洲人的基因组测序和分析工作，进而驱动精准医疗。项目第一阶段将对1万名亚洲人进行基因组测序来研究族群分层，因为有研究证明不同民族中突变频率存在差异。项目第二阶段是对其余9万人进行测序，同时收集表型数据和临床数据。这些信息将帮助人们更深入的研究亚洲人群健康和疾病问题、罕见病和孟德尔遗传病的相关性，以及复杂疾病的研究，例如癌症、糖尿病和神经障碍。/pp　　strong千人基因组计划(1000 Genomes project )/strong/pp　　2008年，中国华大基因、美国NIH、英国桑格研究所等机构启动千人基因组计划(1000 Genomes project )，历经8年完成，目的是得到一个更为详尽、具有医学应用价值的人类基因多态性图谱。最终目标是获得世界各地不同人群中2500人的基因数据，人群来自欧洲、美洲、亚洲、非洲的几十个国家和地区，覆盖非常广泛。千人基因组计划完成之后，GWAS对欧洲裔的研究从96%缩减到了81%，一定程度上提高了全球人群范围的多样性。此外，千人基因组计划也大大延伸了基因组变异的广度层面，不仅得到了SNP，同时也得到了大量CNV和SV的群体变异信息，同时，通过测序手段也得到了大量的稀有变异。/p

美国科学家于1985年率先提出人类基因组计划，1990年正式启动，美国、英国、法国、德国、日本和中国科学家都参与了这一预算达30亿美元的人类基因组计划。之后，2000年6月26日，六国科学家共同宣布，人类基因组草图的绘制工作已经完成。在这场规模宏大、影响世界的基因测序项目落幕后，全球内陆续又有不同国家竞相开展各自的基因组测序计划，本文对有动作的国家作了大致梳理：　　中国　　近期国家卫计委发布消息，我国正在制定“精准医疗”战略规划，这一规划或将被纳入到十三五重大科技专项。另外，国家精准医疗战略专家组成员詹启敏院士认为精准医疗是应用现代遗传技术、分子影像技术、生物信息技术，结合患者生活环境和临床数据，实现精准的疾病分类和诊断，制定具有个性化的治疗方案发展精准医学对中国而言是值得把握的良机，主管部门已经考虑把精准医学纳入到十三五的一个工作重点来进行推动。在2030年前，中国精准医疗将投入600亿元，其中中央财政支付200亿元，企业和地方财政配套400亿元。　　和精准医疗相关的是今年11月份，中国医科大学附属盛京医院联合中国遗传学会遗传咨询分会启动“中国双胎基因组计划”，逐步建立起双胎无创产前检测的标准规范，推动无创产前检测技术在双胎妊娠中的应用。　　这与二胎政策放开，以及辅助生殖技术的发展，导致双胎妊娠越来越多的当下现实有关，而我国目前缺失针对双胎产前诊断的确切方法，所以需要有高准确度的无创产前筛查。该“中国双胎基因组计划”将在三年内完成1万例双胎样本的无创产前检测。　　英国　　2015年11月12日，英国政府全资控股的英格兰基因公司宣布和中国明码(上海)生物科技有限公司签署协议，由该中国公司参与英国的“10万基因组计划”，提供基因组数据解析工具，帮助研究人员提高数据分析质量。　　英国的“10万基因组计划”由英国首相David Cameron于2012年12月提出，并由Genomics England负责实施，计划在2017年之外对英国国民健康服务中心(National Health Service)的10万名患者进行测序。政府发起于2012年，旨在对英国国民医疗保健制度(NHS)记录中的10万名病人的完整基因组进行测序。　　项目目标是根据基因组学和临床数据制定个性化的癌症和罕见疾病疗法，并使NHS成为“世界上第一个将提供基因组医学作为日常护理一部分的主流健康服务体系”。此项目不仅让参试者受益于临床分析，而且他们的基因组数据还会对全社会的患者贡献价值。比如，医生通过把一名患者的前列腺癌症基因和英国基因数据库中的数据作对比，可能揭示出该病背后的具体基因模式。医生可能会找出具有同样基因模型的其他患者，然后了解哪些药物和程序对患者有益。　　据悉，该项目将获得总值超过3亿英镑的组合投资，有望让英国成为癌症和罕见病遗传研究的全球领先者。　　美国　　其实医药研发与创新优势凸显的美国，在单国基因组测序计划方面并非领跑世界。今年1月下旬，美国总统奥巴马在2015年国情咨文演讲中深情地宣布“精准医疗计划”这一项目，并1.3亿美元用于百万基因组计划，占总计划(2.15亿美元)的60.5%。　　由于“精准医学”项目的短期目标是为癌症找到更多更好的治疗手段，长期目标则是为实现多种疾病的个性化治疗提供有价值的信息，所以项目核心在于创建一个囊括各个年龄阶层、各种身体状况的男女志愿者库，研究遗传性变异对人体健康和疾病形成产生的影响。研究人员希望，在招募新志愿者的同时，“精准医学”能够有效整合现有研究项目旗下数以万计志愿者的基因数据，最终使参与人数达到100万。　　据分析，美国之所以落后于欧洲(英国)开展“全基因组测序”，主要原因并不在于技术的落后，而是因为美国的基因测序公司及机构实在是太多了，一方面他们彼此之间的竞争太厉害不利于展开合作，另一方面是他们之间采用的标准并不统一、兼容程度不够高。　　加拿大　　在2001年人类基因组测序草图基本完成后，加拿大预测个体基因组测序将出现爆发趋势。个体基因组测序，每个个体的疾病档案、生理和生物特征及个人遗传学特质将成为医学精准治疗的高价值信息。因此加拿大政府于2005年发动了称为个体基因组项目(PGP-Canada)。　　该项目将根据环境与遗传相互作用产生一系列生物学性状的基本原理，收集志愿者的基因组、环境和人类特质等数据信息，同时宣布研究结果将完全公开共享。　　另外与此相关的最近消息称，加拿大科学家已经通过逐个关闭18000个基因(占人类基因组的90%)发现，超过1500个核心基因是人类必需的。这一发现为达成生物医学研究的长期目标——精确定位基因组中每一个基因的作用奠定了基础。　　澳大利亚　　澳大利亚计划花4年时间，学习英国打造本土十万基因组计划。通过测序罕见疾病和癌症患者的基因组，创建大规模澳大利亚国民基因数据库，推动相关药物的进一步研究和发展，构建一个基于基因组学的新医疗卫生服务系统。　　该项目的参与方有Garvan医学研究所、联邦政府以及其他研究机构，如澳大利亚最大的电讯公司Telstra，其中Telstra公司已成立专门的健康部门。澳大利亚政府相信此次项目能给政府、机构以及个人创造许多可能，共同创造一个澳大利亚的基因组学经济。　　韩国　　2015年11月底，韩国蔚山国家科学技术研究所(UNIST)宣布推出韩国万人基因组计划。该计划将获得健康人群和免疫力低下人群的基因组测序数据 并用于研究韩国人群的遗传多样性 构建标准化的基因变异数据库，发现罕见基因突变 注释基因组数据 推动日益增长的基因组学市场。预计2016年，该项目将获得150万美元的启动资金，预计2019年完成。在未来几年时间里，计划获得2300万美元的资助。　　其实在今年年底的万人基因组计划之前，2014年2月19日，韩国政府宣布正式启动一项耗资5.4亿美元的后基因组计划，以推动新型基因组技术的发展和商业化。该计划包括绘制标准人类基因组图谱、发展本国的人类基因组分析技术，以及依托基因组的疾病诊断和治疗技术等五大目标。　　不到一年，从后基因组到正是推出万人基因组计划，正显示了韩国积极战略布局基因领域，追赶世界的强大决心。　　冰岛　　冰岛虽然一度陷入经济危机，濒临破产的生死边缘，但不可否认的是其生物制药业的飞速发展，这主要得益于冰岛生物医学和基因研究的先进和发达。　　今年3月份，《自然遗传学》杂志发表了四份由冰岛研究员们撰写的研究报告，他们在研究过程中，将2636名冰岛人的完整基因组进行了有序排列。将那些挑选出的冰岛人的完整基因组进行有序排列之后，研究人员们参考另外10万人的基因组推测出了相应的研究结果，而那10万人的基因组，只有部分基因组是有序排列的，那些基因组与心脏病、肝病以及甲亢等疾病的产生有关。　　1998年，生物技术公司deCode Genetics公司就开先河欲首先绘制冰岛人的基因组图谱。尽管当时备受争议，被质疑研究图谱的科学价值，但该公司抵住外界压力，依然大胆开始尝试。　　其实冰岛拥有一系列鲜明特征有益于开展基因测序。它的人口相对较少，而且处于隔离的地理环境，对研究基因遗传变异提供天然的研究基础。另外80%的冰岛家庭都存储有家族遗传谱系数据。且冰岛的公共卫生服务记录可最早追溯到1915年。　　新加坡　　2000年6月，新加坡展开”新加坡基因组计划”，将致力研究疾病对白种人和亚洲人有何不同影响，以及选择最佳治疗方式。”新加坡基因组计划”的第一个5年研究已获得6000万新币(3500万美元)的经费。　　新加坡的基因组研究计划准备聘请本国和国际人类基因科研人才，研究一些困扰着亚洲人的疾病导因，包括乳癌、肝癌、结肠癌、鼻咽癌等，以找出适合亚洲人的疗法和药物。　　以色列　　2015年5月，以色列计划建立一个由政府授权的基因数据库。该计划细节尚未敲定，也未正式展开，但许多智库已经举行了会议研究建立数据库的潜在障碍以及应对办法。在以色列，每个人都有一个与其ID号相关的、从出生到死亡的所有医疗记录，因此在开发临床数据库方面以色列拥有独特的优势。　　目前，主要的任务是收集市民的DNA样本，并将其与临床数据进行匹配。这是项巨大的挑战，因为一方面涉及公民的隐私保护和伦理问题，另一方面是收集样本并进行化学测试以确定基因序列的预算问题(目前费用大约每个样本1000美元)。　　沙特阿拉伯　　沙特基因组计划于2013年底推出，旨在绘制沙特几千万人的遗传密码图谱，以确定导致不同的疾病基因突变，并研发新的方法进行治疗。通过这项计划，研究人员将能够确定正常基因突变和致病基因突变，并试着研发预防和治疗疾病的方法。　　沙特是世界上遗传病最严重的国家之一，其原因是近亲结婚。沙特近亲结婚率为63%，这意味着大量的近亲结合加剧了遗传病在沙特阿拉伯的流行。未来基因工程的成果将投入包括婚前体检等应用。　　爱沙尼亚　　2015年11月，爱沙尼亚宣布将上线一套遗传信息查询系统，想要收集所有公民的DNA。这些数据或用于临床研究，以制定个性化的医疗计划。　　自2000年开始，爱沙尼亚政府便着手搭建基因数据库。目前已收集的超过52000个基因样本，被保存在爱沙尼亚国立生物数据银行。当地政府还根据这些数据，开发出一套医疗信息查询系统，免费提供给公民以及他们的医生，预计今年底推出。　　爱沙尼亚政府相信，有朝一日，当自愿捐献基因数据的人达到足够之多，便能为现有的医疗体系带来彻底变革。　　将上述信息汇集成如下表格：

p style="text-indent: 2em text-align: left "近日，一项对全球所有复杂生物体基因组进行测序的雄心勃勃的计划在英国伦敦正式启动。/pp style="text-indent: 2em text-align: justify "“基因变异是所有遗传学知识的源泉。”项目成员之一、澳大利亚墨尔本拉筹伯大学进化遗传学家Jenny Graves说，“你拥有的基因变异越多就越好——那么为什么不对所有的事物展开测序呢？”/pp style="text-indent: 2em text-align: justify "这项地球生物基因组计划的目标便是在未来10年内对全世界约150万种已知的动物、植物、原生动物和真菌物种(统称为真核生物)的基因组进行测序。这项倡议估计耗资47亿美元，到目前为止只筹划到其中的一小部分资金。/pp style="text-indent: 2em text-align: justify "作为这项计划的一部分，来自茵格斯顿市惠康桑格研究所的科学家宣布，他们计划在未来8年的时间里花费5000万欧元(6500万美元)对英国的真核生物基因组进行测序，其数量约为66000种。/pp style="text-indent: 2em text-align: justify "对惠康桑格研究所的支持——将来自该所的总体预算——是迄今为止对这项努力最大的承诺之一。/pp style="text-indent: 2em text-align: justify "据美国加利福尼亚大学戴维斯分校进化生物学家、地球生物基因组计划工作组主席Harris Lewin估计，关于该项目迄今为止所作的财政承诺总计约2亿美元。这是该项目为期3年的“第一阶段”的预估成本的1/3。这一阶段打算对9000类已知的真核生物中的每一类的至少1个物种的基因组进行测序。他希望在1年内筹集到剩余的资金。/pp style="text-indent: 2em text-align: justify "地球生物基因组计划包括十多个现有的测序项目。例如生命之树的特定分支，如鸟类、昆虫和植物；或者对于一个特定国家的生物多样性的研究，如在英国被正式称为达尔文生命之树的项目。/pp style="text-indent: 2em text-align: justify "Lewin表示:“我们不需要一个基因组计划来控制所有的项目。”相反，他说，这项努力存在的理由便是为了确保正在进行的生物多样性测序工作的标准化。/pp style="text-indent: 2em text-align: justify "“当你接近不同的科学团体后，会发现那是处于混乱和无政府状态的。”Lewin说，“如果到最后，每个人都在做自己的事情，那得到的就是巴别塔了。”/pp style="text-indent: 2em text-align: justify "在此次伦敦召开的会议上，与会者讨论了样本采集、测序、数据管理和共享的指导方针。Lewin认为，制定这样的标准对于使基因组对所有的科学家都有用——而不仅仅是对某一特定领域的科学家有用，是至关重要的。/pp style="text-indent: 2em text-align: justify "参与这项工作的科学家说，因为地球生物基因组计划是一个伞形组织，它对于确保测序工作能够覆盖所有生命科学分支也很有价值，而不仅仅是那些之前吸引科学家关注的领域。/p

p　　非盈利联盟GenomeAsia 100K最近宣布了一项计划，测序10万亚洲人的基因组，希望能加速精准医疗在亚洲人群中的应用。该计划除测序外也将利用大数据分析和数据科学及人工智能的研究进展。至少12个南亚国家，7个北亚和东亚国家将参与其中。/pp ??第一阶段，该计划将主要为亚洲所有主要种族分布构建参考基因组，这代表着向理解亚洲地区的人口历史和子结构迈出了一大步。10万人基因组测序的结果将与微生物组、临床和表型信息进行配对，以便在本地血缘的背景下对患病人群和健康个人进行更深入的分析。/pp　　近期，对亚洲种族基因组多样性的研究，使得理解亚洲人群的疾病生物学成为可能。此外，南亚、北亚和东亚独特的遗传学多样性也为理解若干罕见和遗传疾病，及慢性疾病如癌症、糖尿病和心血管疾病，提供了临床资源。/pp　　新加坡南洋理工大学教授Stephan Schuster将作为科学主席，首尔国立大学基因组医学研究所主任、千年基因的Seo Jeong-Sun教授作为联盟的共同科学主席(北亚和东亚)，Emerge Ventures公司CEO Mahesh Pratapneni担任执行主席。/pp　　Schuster说：“测序、计算和移动访问的进展促使我们开始研究亚洲人群”。Seo表示：“我们在韩国参考基因组构建和对东北亚人群遗传学研究的经验，可保证该计划的成功”。南洋理工大学校长Bertil Andersson教授认为，对亚洲人群基因组深入的理解可导致未来更好地医疗服务，“人类基因组在影响我们的疾病如癌症、糖尿病和心血管疾病中发挥着重要作用。/pp　　目前几乎所有的个人基因组计划的研究对象都是西方人群，该项计划对亚洲人基因结构的研究将最终使亚洲人群受益”。该联盟目前正积极寻求更多的创始成员和科学合作者。/p

在一项新的研究中，来自俄罗斯圣彼得堡国立大学的研究人员开发出一种方法极大地改善人们对实验室中不能培养的有机体---如生活在人胃肠道中的微生物，或者生活在海洋深处的细菌---的DNA进行测序的能力。相关研究结果于2016年2月1日在线发表在Nature Methods期刊上，论文标题为“TruSPAdes: barcode assembly of TruSeq synthetic long reads”。　　这种被称作TruSPADES的方法通过计算机将来自Illumina公司的机器产生的长300个碱基对的短测序片段(short reads)组装成所谓的合成长测序片段(synthetic long reads)，这些合成长测序片段是基因组中长大约10,000个碱基对的片段。　　研究人员说，使用这些合成长测序片段而不是短测序片段组装基因组就好比是使用整个章节而不是单个句子来组装一本书。因此，人们有强烈的动机利用长测序片段改进测序。　　论文作者Pavel Pevzner教授说，“这是下一代测序技术。它将对宏基因组测序的操作应用产生深刻影响。”　　当前，作为长测序片段测序市场的佼佼者，Pacific Biosciences公司和Oxford Nanopore公司产生的长测序片段是不准确的，而且很难用于解决复杂的测序问题，如组装宏基因组(metagenome)，其中宏基因组可以指的是从自然环境取样的全部微生物的基因组，也可以指的是从自然环境取样的全部微生物。相比之下，这种合成长测序片段的准确性提高了100倍，而且能够大规模地快速产生从而覆盖宏基因组中的大部分细菌。　　为了开发这种新的方法，研究人员获取携带条形码的长100～300个碱基对的短测序片段。他们然后利用一种在短测序片段测序(short read sequencing)中经常使用的被称作德布鲁因图(de Brujin graph)的方法描绘这些短测序片段，将它们组装成合成长测序片段。这种德布鲁因图允许研究人员确定哪些短测序片段连接在一起，从而组装出更长更准确的合成长测序片段。　　接下来就是应用这种方法研究包括从人微生物组到海洋微生物组在内的多种微生物群落。Pevzner和另一名论文作者Anton Bankevich正在与来自美国克雷格文特尔研究所(J. Craig Venter Institute)的研究员Christopher Dupont合作开展这方面的研究工作。　　宏基因组学特别充满挑战，这是因为研究人员需要研究生活在一个微生物群落中的好几百种细菌，而不能研究其中的单个细菌菌种。当研究人员从这种微生物群落中提取样品并进行测序时，他们获得的是来自这个群落中所有细菌基因组的片段。这非常像是试图拼出好几百个拼图，但是并不知道哪些拼板属于哪个拼图。TruSPADES方法和合成长测序片段将有助研究人员拼出这些拼图。　　Dupont 说，“这种方法以更小的成本产生更好的结果。我们如今正在组装我们之前甚至还不知道它们存在的有机体的基因组。”

2014年年初Illumina公司推出的HiSeq X Ten 测序平台，实现了&ldquo 人类基因组测序成本降低至1000美元&rdquo 的设想。该测序平台测序成本为当前其他测序平台成本的20%。换句话说，Illunima公司在引领二代测序市场的发展，促使测序成本呈跳水式骤降。　　全基因组测序成本随时间变化图(不包含Illumina的最新平台)　　在三代测序平台方面，太平洋生物科技公司的 PacBio RS II测序平台能更好的满足多种特殊区域的准确测序与组装。 PacBio 与X-Ten测序平台经常被联合使用，以获取高质量全基因组数据。科研人员和制药公司对高质量大数据的渴望，以及消费者对低成本测序的需求都将得到实现。　　如果，测序成本在未来五年内降到几百美元甚至更低，人们的生活或许因此而改变。当低成本测序普及开来，一个人从出生到死亡，对基因组测序将有4个方面的需求。　　1、新生儿全基因组筛查的需求　　在美国，尽管各个州的基因检测条件略有不同，但新生儿在出院前都会采集外周血进行各种疾病的筛查。因为即便是全球公认的最好的新生儿基因筛查芯片，也只是筛查健康相关的部分基因。全基因组测序将突破当前血液检测的屏障，并扩大新生儿基因检测的实用性。通过新生儿全基因组测序，医生可以监控个体患病风险，并及时进行预防或早期治疗。《Genetics in Medicine》近期发表了一项调查研究，研究人员对514位新生儿父母进行全基因组测序在健康方面的科普，并征询是否期望给自己的孩子做全基因组检测，83%的父母表示愿意。　　2、常规测序检查的需求　　即便新生儿出院后，测序的需求也不会停止。虽然检测结果显示你没有影响健康的特殊基因，但是环境作为基因表达和沉默的重要决定因素，影响着你的健康。例如营养、压力、特殊化学试剂、机体锻炼等情况，都会对基因表达进行调控。如果基因测序成本足够低，你或许会每隔几年做一次基因检测，或者在生病时，做基因组测序以探寻基因组上是否有改变。与新生儿基因筛查一样，常规的基因组检查可以在疾病早期阶段进行诊断，进而提前做好预防措施。　　3、根据测序信息引导购物的需求　　相信阅读自己的基因组会是一件很有趣的事情，有些基因检测结果并不一定会影响你的生活，有些检测结果却可能影响你的购物习惯哦。大多数消费者并不知道，日用消费品巨头宝洁公司，将自己定位为基因组学的引导者。宝洁公司通过对引起人类头皮屑的真菌进行测序，以开发更有效的去屑洗发水，应用到旗下海飞丝品牌洗发水。一些公司也被允许利用基因组测序开发适合各个年龄段的护肤品，甚至还有不引起湿疹的高价尿不湿。　　4、探索个性化癌症药物的需求　　如果你选用个性化护肤品，又怎么会不选择个性化医疗呢?媒体经常报道个性化医疗，高效经济的测序前景将使个性化医疗成为现实，尽管还有很多需要克服的障碍。以癌症为例，医生可以通过测序癌组织样品，确定癌症的原发位置，以及特异突变。根据这些信息进行个性化的治疗。　　也许未来的某一天,你的家中可能会拥有一个设备：当你的家庭成员生病了，这个设备可以将他的基因信息和疾病症状发送到疾病控制中心，之后将会收到更好的治疗方案，病人足不出户便可接受治疗。听上去是不是很不可思议?

据物理学家组织网报道，英国研究人员简化了基因组测序的标准流程，首次无需进行文库制备便完成了DNA(脱氧核糖核酸)单分子测序，而且新方法只要很少量的DNA就能获得序列数据，用量可低至不到1纳克(10亿分之一克)，仅为常规测序方法的500分之一到600分之一。　　文库制备是指从测序前基因组样本中提取不同长度的DNA片段，这一过程不仅费力、费时，还会浪费DNA，而新技术能极大地减少DNA的损耗，并缩短测序时间。　　该研究论文的第一作者、英国威康信托基金会桑格研究所的保罗· 库普兰说：&ldquo 我们用这种方法对病毒和细菌的基因组测序后发现，即使在相对较低的水平，我们也能够确定所检测的是何种有机物，不论样本中是否存在特定的基因或质粒(这对于确定抗生素耐药性很重要)，或者其他信息，如对特定DNA碱基的修改等。&rdquo 他表示，一旦技术得到优化，将在快速、高效地识别医院和其他医疗场所中的细菌和病毒方面具有很大的应用潜力。　　研究小组利用第三代单分子测序系统PacBio RS演示了这种简化的直接测序方法。他们仅仅用800皮克(千分之一纳克)DNA来分析一个生物体的基因组，尽管测序仪只读取了基因组的70个序列片段，相对于常规测序方法获得的数据来说不过是很小的一部分，但这些信息足以让研究人员确定他们所检测的生物体的品种。　　这项技术也使得科学家能够对此前无法识别的宏基因组(也称微生物环境基因组)样本中的生物体进行确认。&ldquo 为微生物测序，首先需要能够在实验室中培养它们。&rdquo 论文的主要作者、英国巴布拉汉研究所的塔米尔· 钱德拉说，&ldquo 这不仅耗费时间，而且有时候微生物不生长，为它们的基因组测序极其困难。&rdquo 他表示，新方法可以直接对微生物测序，短时间内便可确定其&ldquo 身份&rdquo 。　　论文的另一主要作者、威康信托基金会桑格研究所的哈罗德· 斯维尔德洛说：&ldquo 我们的技术可以在对所测序列没有任何先验知识、没有特定微生物试剂的条件下，在很短的时间内操作，这是一种很有前途的替代手段，可应用于控制感染等临床需要。&rdquo

人体组织器官由具有不同细胞类型的异质细胞群组成。传统批量测序（Bulk Sequencing）方法仅能捕获器官与组织群体细胞成分的平均水平，或者只代表其中占优势数量的细胞信息，单个细胞独有的特性常常被忽略。近年来，随着单细胞测序（Single-cell sequencing）技术的发展，实现了单个细胞水平上DNA或RNA的测序，从而能够特异和精准地探索单个细胞的基因变异水平，弥补了传统批量测序的不足[1]。图1. 单细胞测序与传统批量测序比较[1]单细胞基因组测序技术，是在单细胞水平对全基因组进行扩增与测序的一项技术，广泛应用于癌症研究、胚胎发育、辅助生殖、细胞分化、免疫机制、微生物等生物医学方向的研究。本期主要对单细胞基因组测序的技术原理、技术流程、技术平台及其在生物医学领域的应用实例做简单介绍。技术原理单细胞基因组测序的原理是将分离的单个细胞的微量全基因组DNA进行扩增，获得高覆盖率的完整的基因组后进行高通量测序，揭示细胞间异质性的基因信息。技术流程单细胞基因组测序主要包括四个步骤，即单细胞分离→全基因组扩增→高通量测序→数据分析。目前单细胞基因组测序技术的发展依然面临两方面的技术挑战：一是易于分离和操作的单细胞分离工具（即第一步）；二是能够稳定复制单个细胞中微小核酸的方法（即第二步）[2]。2.1 单细胞分离从组织中将单个细胞分离出来是单细胞基因组测序的第一步。目前常用的单细胞分离方法主要有：有限稀释法、显微操作法、流式细胞分选术、激光捕获显微切割技术（LCM）、微流控芯片技术等，表1总结了上述提到的单细胞分离方法的原理和优缺点，在使用时可根据不同的科研需求及样品情况综合考虑选择适宜的分离方法[3,4]。表1. 单细胞分离技术分离方法原理优点缺点有限稀释法对细胞进行一系列的倍比稀释，最终使细胞处于单个状态，理论上每μL约1个细胞，然后用移液器吸取相应容积的细胞悬液进行单细胞分离。操作简便；成本低，一般不需要特殊的设备。分离效率低；需要研究人员排除大量空白孔和多细胞孔，费时费力；细胞分离过程依赖梯度计算，容易出现错误。显微操作法在高倍倒置显微镜下，利用显微镜操作器（手动或自动）实现单细胞分离。能够准确地控制单细胞的吸取与释放；可以从不同的发育阶段或多样化的群体分离单个细胞。通量低，需要大量的起始量；细胞特异性由显微镜决定，并利用微量移液管分离，可能不够准确。流式细胞分选术通过流式细胞仪，根据细胞特异性分子标志物或细胞光散射特性，分选出单个细胞或特殊细胞群，实现单细胞分离。通量高；基于细胞表面标志物的特异标记，能够确保特定细胞的分离；利用荧光标记可分离亚群。无法扩展到大规模项目；且需要流式细胞仪，设备昂贵。激光捕获显微切割技术（LCM）在显微镜下，从冰冻/石蜡包埋组织切片（或细胞固定在装配有可以激光脉冲激活的热塑膜的涂片）中分离某一类型细胞群或单个细胞，实现单细胞分离。无需解离组织，制备细胞悬液；能够直观准确、快速地获取单个细胞或单一细胞亚群；能够保留所分离细胞的完整性。需要适当的组织处理（冷冻保存或固定）；显微切割可能存在挑战；小的细胞可能难以分离；可能存在污染。微流控芯片技术通过微流控芯片隔离流动通道中的单个细胞从而达到单细胞分离的目的。通量高；上样体积小；周期短；可根据细胞表面标志物分离特定细胞。细胞大小必须均匀；消耗品昂贵。2.2 全基因组扩增（Whole-Genome Amplification , WGA）全基因组扩增是单细胞基因组测序的第二步。由于单个哺乳动物细胞中DNA的含量一般少于10pg，达不到测序仪的检测要求，因此在测序之前必须进行全基因组扩增（WGA）以获得足够的材料用于后续的文库制备。目前常用的全基因组扩增方法按原理可分为三类（见表2）[5-7]：基于聚合酶链式反应（PCR）的WGA方法{主要是简并寡核苷酸引物PCR(DOP-PCR)}、多重链置换扩增法（Multiple Displacement Amplification , MDA）和多重退火环状循环扩增技术（Multiple Annealing and Looping-Based Amplification Cycles，MALBAC）等。表2. 全基因组扩增技术DOP-PCRMDAMALBAC原理基于PCR技术，通过加入部分简并的寡核苷酸引物与模板结合来实现扩增整个基因组的目的。基于恒温核酸扩增技术，恒温条件下，使用一条由6个随机碱基构成的随机引物与模板随机退火；紧接着在具有链置换活性的DNA聚合酶作用下发生链置换反应，并最终完成扩增。结合了MDA法和PCR扩增法的特点，即由一组随机引物启动扩增（每个引物具有通用引物序列和随机碱基），随机引物与模板均匀杂交，随后在具有链置换活性的DNA聚合酶作用下发生链置换反应，最终完成扩增示意图特点该方法实现了高度均匀的扩增，产物产量较高，操作较为简单；但仅产生基因组的稀疏覆盖，实验的条件需要较多优化。 MDA可以实现更好的基因组覆盖，产物片段长；但对模板质量要求高，可能产生非特异性产物。一种实现基因组广泛覆盖和均匀扩增的技术，灵敏度高，产物产量高。技术平台：目前，国内外研究机构使用的大规模单细胞测序技术平台主要有五种：Illumina® Bio-Rad® Single-Cell Sequencing Solution、BD Rhapsody™ Single-Cell Analysis System、10x Chromium Single Cell Gene Expression Solution、ICELL8 Single-Cell System和C1™ 单细胞全自动制备系统。国内也有多家企业进军单细胞测序领域，产品包括新格元自动化单细胞处理系统、万乘基因高通量单细胞测序平台、达普生物星海单细胞测序建库系统、墨卓生物高通量单细胞测序平台、德运康瑞痕量单细胞测序平台和原位测序平台等。各个平台各有特点，这里主要简单介绍一下两种应用较多的技术，即10X Genomics 公司的Chromium( 液滴法) 及 BD 公司的Rhapsody( 微孔法)。10x Genomics单细胞测序技术：10X Genomics单细胞测序起源自Drop-Seq技术，应用液滴微流体技术分选单细胞，将单个细胞与含有条形码（Barcode）和引物的凝胶珠一起包裹于油滴中；然后每个油滴中的凝胶珠溶解， 细胞裂解释放mRNA，通过反逆转录产生用于测序的带条形码的cDNA，cDNA在液体油层破坏后进行文库构建，使用测序平台对文库进行测序检测，即可一次性获得大量单细胞的基因表达数据。该平台具有“三高（high）两低（low）”的特点：即通量高，细胞捕获效率高，细胞活性要求高（大于90%），分析时长低，成本低。 图2. 10X Genomics Chromium Controller技术原理示意图3.2 BD Rhapsody单细胞测序技术：BD公司推出的这款Rhapsod™单细胞分析系统采用了Cytoseq分子标签技术，能为单细胞中每个转录本标记特异性分子标签，实现单细胞水平上基因表达谱的绝对定量。同时，将每个细胞标记上特异性细胞标签，实现了高通量平行建库。该技术在基因扩增和后续的测序部分等整体流程与10x Genomics单细胞测序技术相近，主要区别在于起始的单细胞分离和捕获技术。该技术并非基于微流控芯片技术，而是基于蜂巢板技术，基于微孔来保证单细胞的捕获，避免了10x Genomics单细胞测序技术中存在的概率碰撞对捕获效率从影响。细胞悬液经注入孔注入后，自然沉降到反应孔中，随后， 将磁珠同样由注入孔注入，即可在单个反应孔中捕获其中的细胞。微孔和纳米孔方法允许稀释的细胞悬浮液在每孔一个珠子和一个细胞的条件下与寡聚结合珠一起沉降到皮升大小的孔中，从而保证了单孔中是单细胞捕获。 图3. BD Rhapsody技术原理示意图4、应用实例：目前，单细胞基因组测序技术的应用可以归纳为两大类，即应用于人类细胞图谱研究和非细胞图谱研究。单细胞基因组学的优势就在于能够揭示单个细胞的基因结构和基因表达状态，反映细胞间的异质性。自2017年“人类细胞图谱计划”提出以来，单细胞测序技术已陆续揭示了多个组织器官的单细胞图谱，如通过对肾脏肿瘤进行单细胞测序，发现肾肿瘤细胞之间的突变频率和位置不尽相同，每个细胞的突变状态和转录情况也均不相同，表明肾肿瘤更加具有异质性，需要开发更加有效的细胞靶向疗法。2022年发表在Nature杂志上的研究，对人脑血管系统的单细胞图谱进行了分析，描绘出海马和皮质的脑血管细胞组成：内皮细胞、相邻的壁平滑肌细胞 (SMC) 和周细胞、血管周围的免疫细胞和星形胶质细胞等，这些细胞在大脑不同区域存在差异并沿动静脉轴变化，沿动静脉轴的细胞组成异质性产生了大脑健康所必需的功能分段的循环、代谢和渗透特性。揭示了人类大脑血管系统的细胞组成和分子特征，提示了阿尔茨海默病（AD）风险因素在人类中的进化转变，有助于对人类大脑健康基础的了解、疾病机制和治疗靶点的发现[8]。随着单细胞基因组覆盖范围扩大、通量提升以及多组学技术的不断进步，单细胞基因组学技术将为丰富发育谱系树、生殖细胞突变模式、癌症进化、基因组功能和微生物群落的分辨研究等提供策略[9]。参考文献：[1] Xia Y, Gawad C. Bringing precision oncology to cellular resolution with single-cell genomics[J]. Clinical and experimental metastasis, 2022(1):39.[2] Liang J, Cai W, Sun Z. Single-cell sequencing technologies: current and future. J Genet Genomics. 2014 Oct 20 41(10):513-28. doi: 10.1016/j.jgg.2014.09.005. Epub 2014 Oct 18. PMID: 25438696.[3] Wang Y, Navin N. Advances and Applications of Single-Cell Sequencing Technologies[J]. Molecular Cell, 2015, 58(4):598-609.[4] Gross A, Schoendube J, Zimmermann S, Steeb M, Zengerle R, Koltay P. Technologies for Single-Cell Isolation. Int J Mol Sci. 2015 Jul 24 16(8):16897-919. [5] Gawad C, Koh W , Quake S R. Single-cell genome sequencing: current state of the science[J]. Nature Reviews Genetics, 2016.[6] Grün D, van Oudenaarden A. Design and Analysis of Single-Cell Sequencing Experiments. Cell. 2015 Nov 5 163(4):799-810.[7] 徐晓丽 吴凌娟.单细胞全基因组扩增技术与应用.[J]生物化学与生物物理进展 .2019.46(4)[8] Yang A C , Vest R T , Kern F , et al. A human brain vascular atlas reveals diverse mediators of Alzheimer's risk[J]. Nature, 2022, 603.[9] Evrony G D, Hinch A G, Luo C. Applications of Single-Cell DNA Sequencing[J]. Annual Review of Genomics and Human Genetics, 2021, 22(1).相关会议推荐：第六届基因测序网络会议来袭！六大会场，含单细胞和空间组学会场，点击下图免费报名！点击链接进入会议官网：https://www.instrument.com.cn/webinar/meetings/geneseq2023/

2月3日，记者从中国科学院昆明植物研究所获悉，在中国科学院昆明植物研究所3名中科院院士吴征镒、周俊、孙汉董的大力推动下，一个在世界生物学界和推动普洱茶产业发展上均具有重大意义和经济价值的科研创新项目&mdash &mdash 世界上第一个茶树基因组测序计划已在昆明正式启动。此举，将为云南省利用高科技实现对普洱茶的全新研究和推动做大做强中国普洱茶产业带来光明前景和产生重大影响。　　据介绍，首创开展的对云南大叶茶的全基因组测序，是继人类开展人类基因组测序计划、水稻基因组测序计划、血吸虫基因组测序计划、家蚕基因组测序计划、黄爪基因组测序计划、大熊猫基因组测序计划等大规模全基因组测序计划项目之后，由我国科学家独立启动的一项首次对树木开展的全基因组测序。同时也是迄今为止世界上首次最大的一次树木基因组测序项目。　　据承担此项测序计划任务的首席科学家、中国科学院昆明植物研究所研究员高立志介绍：通过开展对云南大叶茶基因的测序和组学研究，将对揭示其各种农艺的基因组学基础，解析、鉴别与揭示与次生代谢成分、开展对其生物合成相关功能基因，基因组功能乃至代谢途径研究，进而破解其遗传密码，发掘和培育出一批拥有自主知识产权和产业化前景的重要功能基因，构建出比较功能基因组学为基础的分子育种平台，为筛选出更具有优质高产、更具有生态适应性和满足深加工发展的茶树优良品种奠定坚实的科学基础和打下良好的产业化发展基础。　　在位于云南昆明的中科院昆明植物研究所进行茶树基因组的重大科研测序，是依托国家重大科学工程&mdash &mdash 中国西南野生生物物种种质资源库、中国科学院超算中心西南分中心的硬件设施，依托在此积累和造就起来的一批世界生物学界一流的科学家团队为支撑而开展进行的。该项测序，预计在今年6月即可完成对云南大叶茶基因组的主体测序，在2011年3月内获得基因组草图，在明年年底完成精细图谱的绘制。　　此项测序成功完成后，还将对云南省极为丰富和独有的木本油料资源的产业开发、山茶花产业的培育带来具有革命性的变革与推进。

p style="text-align: justify margin-top: 10px margin-bottom: 10px line-height: 1.5em text-indent: 2em "2020年10月26日，第十五届国际基因组学大会(ICG-15)在武汉拉开帷幕。深圳华大智造科技股份有限公司(下称“华大智造”)在学术报告中分享了“大人群基因组学一站式解决方案”。该方案集样本前处理、文库制备、高通量测序、基因数据管理等模块为一体，从样本到报告全程自动化，目前可满足每年五万到百万级规模高深度全基因组测序需求，全流程均可按需定制。/pp style="text-align: justify margin-top: 10px margin-bottom: 10px line-height: 1.5em "　　华大智造高级副总裁倪鸣表示：“可以看到，近年来大人群基因组测序和分析渐成趋势，国家级别的基因组测序项目不断涌现。全球范围内大人群基因组计划的实施，对高通量基因测序平台技术的水平，对基因测序方案的通量、成本、精准度、智能化等提出了更高要求，华大智造也希望为此贡献己力。”/pp style="text-align: center"img style="max-width: 100% max-height: 100% width: 600px height: 450px " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202010/uepic/9b327086-c705-4c70-a688-d724a3567919.jpg" title="倪鸣博士.jpg" alt="倪鸣博士.jpg" width="600" vspace="0" height="450" border="0"//pp style="text-align: center margin-top: 10px margin-bottom: 10px line-height: 1.5em "华大智造高级副总裁倪鸣在ICG-15分享解决方案/pp style="text-align: justify margin-top: 10px margin-bottom: 10px line-height: 1.5em "　　span style="color: rgb(255, 0, 0) "strong华大智造大人群基因组学一站式解决方案：四大模块， 测序系统超强定制/strong/span/pp style="text-align: justify margin-top: 10px margin-bottom: 10px line-height: 1.5em "　　华大智造在大会上分享的“大人群基因组学一站式解决方案”由生物样本库、建库中心、测序中心和数据中心四大核心模块构成。其中，生物样本库主要功能是将全血分离为血浆和白膜层，完成gDNA提取 建库中心则分为文库制备和DNB制备两部分，用于测序文库制备。/pp style="text-align: center"img style="max-width: 100% max-height: 100% width: 600px height: 408px " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202010/uepic/0fda5a10-f7e1-4498-8f8c-60f8c0c55f48.jpg" title="3.png" alt="3.png" width="600" vspace="0" height="408" border="0"//pp style="text-align: center margin-top: 10px margin-bottom: 10px line-height: 1.5em "大人群基因组学一站式解决方案布局br//pp style="text-align: justify margin-top: 10px margin-bottom: 10px line-height: 1.5em "　　而该方案的测序中心采用了超强定制的测序系统——DNBSEQ-T10× 4RS，这是基于华大智造独有DNBSEQ测序技术打造的超高通量测序仪，以满足超高通量测序需求。该测序系统的创新突破点在于，不同于以往华大智造测序平台采用的流道式芯片和封闭式反应系统，DNBSEQ-T10× 4RS运用了浸没式生化方案和开放式反应体系，实现了测序读长、测序质量以及成本投入之间的最佳平衡。一台DNBSEQ-T10× 4RS测序系统支持8张测序载片同时运行，每天可产出最高达20Tb(约200个高深度人类全基因组)的测序数据，单套测序系统可年产超过5万个高深度个人全基因组测序。/pp style="text-align: justify margin-top: 10px margin-bottom: 10px line-height: 1.5em "　　采用该解决方案的前期测试数据显示， DNBSEQ-T10× 4RS测序系统检测SNP的准确度和灵敏度都超过99%，检测Indel的准确度和灵敏度超过98%，均已达到业内领先水平。/pp style="text-align: center"img style="max-width: 100% max-height: 100% width: 600px height: 337px " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202010/uepic/b1cbd9a8-fdb6-4d01-a6aa-0b4a22c4183a.jpg" title="T10× 4.jpg" alt="T10× 4.jpg" width="600" vspace="0" height="337" border="0"//pp style="text-align: center "运行中的DNBSEQ-T10 × 4RS/pp style="text-align: justify margin-top: 10px margin-bottom: 10px line-height: 1.5em "　　最后一个重要模块——数据中心则使用华大智造ZTRON基因数据中心一体机，可实现样本管理、实验室生产、生信分析及数据治理等全周期基因数据管理。/pp style="text-align: center"img style="max-width: 100% max-height: 100% width: 600px height: 277px " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202010/uepic/9d09841f-83dd-4db0-b6b8-be188225a664.jpg" title="2.png" alt="2.png" width="600" vspace="0" height="277" border="0"//pp style="text-align: center margin-top: 10px margin-bottom: 10px line-height: 1.5em "ZTRON基因数据中心一体机/pp style="text-align: justify margin-top: 10px margin-bottom: 10px line-height: 1.5em "　　据介绍，华大智造打造的“大人群基因组学一站式解决方案”拥有四大核心优势：第一，超高通量，单台测序仪年产高深度全基因组测序不低于5万人次 第二，超低成本，其所采用的新型测序方案可有效降低测序成本 第三，超强定制，能够实现全流程可定制化，满足五万到百万级基因组测序需求 第四，该方案从样本到报告全程实现自动化，使测序全流程操作更为便利。/pp style="text-align: justify margin-top: 10px margin-bottom: 10px line-height: 1.5em "　　更进一步，通过其提供的基础版、扩容版方案，可根据客户需求设计设备数量与配置、场地、人员安排等，目前可实现测序深度30x、年产五万至百万的全基因组测序能力。/pp style="text-align: justify margin-top: 10px margin-bottom: 10px line-height: 1.5em "　　span style="color: rgb(255, 0, 0) "strong大人群基因组学项目成全球趋势：依托成熟技术，开启精准医疗新时代/strong/span/pp style="text-align: justify margin-top: 10px margin-bottom: 10px line-height: 1.5em "　　近两年，华大智造凭借高通量测序整体解决方案及全流程运转能力，不断拓展高通量测序技术创新应用的想象空间。/pp style="text-align: justify margin-top: 10px margin-bottom: 10px line-height: 1.5em "　　2019年9月，由华大智造自主研发的超高通量基因测序仪DNBSEQ-T7正式交付商用。作为全球日生产能力最强的基因测序仪，DNBSEQ-T7配备4联载片平台，四载片连载日产数据量高达6Tb，即一天最多可完成60例个人全基因组测序，是能够强有力推动测序产业跃迁的“超级生命计算机”。/pp style="text-align: justify margin-top: 10px margin-bottom: 10px line-height: 1.5em "　　同年12月，阿联酋启动 “全民基因组计划”，其中华大智造负责建设高通量测序平台，为该计划提供了核心设备支撑，展示了我国基因测序设备制造领域的领先水平。/pp style="text-align: justify margin-top: 10px margin-bottom: 10px line-height: 1.5em "　　当前，大规模人群基因组学研究项目成果正在全球范围内持续拓展，包括美国、新加坡、法国、阿联酋在内的多国政府先后启动国家级大人群基因组计划。不久前，英国政府颁布了全国性基因组学医疗保健战略——《基因组英国(Genome UK)》，将在未来持续利用基因组学对特定患者群体进行干预，以应对新的全球性流行病和公共卫生威胁，生命科学产业进入基因大数据时代。/pp style="text-align: justify margin-top: 10px margin-bottom: 10px line-height: 1.5em "　　在此趋势下，市场亟需高质量的全面测序方案，华大智造“大人群基因组学一站式解决方案”此番推出，得益于其深厚的技术积淀、强大的自主研发能力及定制化整体解决方案能力，这将进一步推动基因检测技术普及惠民，推动精准医疗发展，加速推进“人人基因组时代”进程。/p

p style="text-indent: 2em "今年早些时候，为确立自己在精准医学和数字健康领域的世界领先地位，以色列提出了一项开发基因组和临床数据研究平台的国家倡议。strong近日，以色列宣布将开启一项大型人口基因组计划，计划到2023年，对超过10万名患者进行基因组测序，以改善患者的个体化医疗服务。该计划还将于2019年初开始与以色列健康管理组织(HMO)合作并收集患者样本。/strongspan id="_baidu_bookmark_start_25" style="line-height: 0px display: none "?/span/pp style="text-align: center "img width="598" height="240" title="311.jpg" style="width: 529px height: 218px " alt="311.jpg" src="https://img1.17img.cn/17img/images/201812/uepic/7f38dd31-6fc6-4abb-998b-cd6924afd51f.jpg"//pp style="text-align: center "strong凭借独特优势 建立国家健康数据库/strong/pp　　据悉，以色列政府计划花费约10亿新谢克尔(约2.66亿美元)来支持这项基因组和个性化医疗计划。该计划的共同组织者、以色列创新管理局技术基础设施部门高级专家Ora Dar表示，该计划的strong最初动机就是改进数字医疗健康技术和基础设施，使以色列人民受益。/strong除创新管理局外，以色列总理办公室、财政部、卫生部、社会平等部、经济部、科学技术部以及高等教育委员会的领导人也在牵头开展这项计划。据他透露，领导该计划的CEO已经被选举出来，将负责政府以外的资金筹集工作，详细信息目前尚未公布。/pp　　Dar介绍道，工作团队将专注于整合医学、学术科研和工业转化，以便为患有多种疾病患者提供个性化的解决方案。作为该计划的一部分，研究团队还将开展Mosaic Project，招募可代表以色列流行病和种族特征的志愿者，strong在保证隐私安全和匿名的前提下，收集其临床和基因组信息，最终建立一个可用于研究遗传学和医学信息的国家健康数据库/strong。研究团队将在常规医院收集志愿者的生物样本，包括血液、唾液、尿液、粪便以及其他类型的样本，以收集全面的生物信息。志愿者还可以预约进行特定样本收集。/pp　　在Mosaic数据库中，研究人员可以通过识别不同患者的信息，选择性进行NGS测序和其他检测。同时，该研究团队也将开发数据分析技术，尤其是肿瘤的个性化治疗研究领域，但患者样本采集收集工作流程仍需要详细的验证。此外，该计划也将建立科学和伦理委员会，负责研究项目批准和测序资金分配。人们需要申请以获得数据可的访问权。/pp　　Mosaic数据库将借助以色列的独特“竞争优势”得到充实，包括国家获取的患者医疗数据，多样化的遗传人群、先进的科学研究项目以及日益增长的创业环境等。strong因为在过去的20年中，98%的以色列人口已经完全被电子医疗记录体系覆盖/strong，包括以色列人、贝都因人以及来自世界各地的人，而且大部分人都获得了两个大型HMOS的投保。Dar相信，借助近20年的医疗健康信息，Mosaic Project能够展示以色列公民患有的长期疾病和发病趋势。/pp　　尽管有政府支持，但不可否认的是，该计划的实施仍存在一些障碍。首先就是进一步加强数据系统和数据标准化。为方便人工智能检查患者的数据，要对患者的电子医疗记录、医学影像和样本进行实时监测。同时，还要改善和扩大研究人员获取临床数据的机会，以及加强数据分析人员的培训和资格认证。在道德伦理审查、知情同意和隐私安全方面也要投入大量精力。/pp style="text-align: center "strong大人群基因组计划的兴起/strong/pp　　除了以色列的基因测序计划，也有多个国家先后宣布启动大型人口基因组测序计划，夯实以基因数据为基础的精准医学，为疾病诊疗、药物研发提供更多的数据基础。近日，英国方面宣布，其“十万人基因组计划”工作已经完成。该计划于2012年启动，历经5年半，耗资超5亿美元。计划收集的10万人的基因组测序信息可以帮助科学家和医生更好的了解罕见病和癌症，创造新型“基因组医学服务”框架。此外，2018年10月，英国政府宣布将在未来5年内开展500万人基因组计划，这是迄今为止全球最大规模的人群基因组计划。/pp　　2017年12月，中国正式启动“十万人基因组计划”。这是我国在人类基因组研究领域实施的首个重大国家计划。该计划将绘制中国人精细基因组图谱，研究疾病健康和基因遗传的关系。其覆盖地域包含我国主要地区，涉及人群除汉族外，还将选择人口数量在500万以上的壮族、回族等9个少数民族。/pp　　2018年5月，美国国立卫生研究院正式启动All of Us 研究项目，以加速精准医学研究、改善健康状况。All of Us是NIH近年来资助规模最大的项目之一，也是一项全民参与的健康研究项目。该项目预计纳入100万人的队列研究，参与者包括各种族、不同年龄和性别的人群，也包括病人和健康人。/pp　　此外，法国、澳大利亚、日本等国家都启动了大型的人口基因组测序计划。所有这些计划都指定了多个公司作为合作伙伴，为研究的开展提供特定测序技术服务，帮助分析基因组数据。以以色列的基因组计划为例，目前有500多家以色列公司在数字健康处理方面为该计划提供服务，同时将有更多技术型企业加入合作，某些公司还可以开发网络技术保护患者的个人数据和隐私。具体信息将在2019年年初公布。/pp　　基因组医学为医学研究带来了一场革命。随着世界各国万人级别基因组测序计划的逐渐兴起，以基因组学为基础的精准医学也迅猛发展，大数据竞备赛的帷幕已经拉开。大量基因测序计划的实施为为开发医疗解决方案和创建大数据分析平台提供了数据基础，为癌症、罕见病等疾病的研究提供了数据支持。同时，从事医疗设备、药品、医疗人工智能和数据分析的科学公司也能从中获得临床、基因组和其他相关数据，并最终造福患者。/pp　　参考资料：/pol class=" list-paddingleft-2" style="list-style-type: decimal "lipIsrael to Sequence 100K People, Create Genomic Database to Support ' Digital Health' /p/li/ol

p style="text-align: center "img src="https://img1.17img.cn/17img/images/201901/uepic/af041371-2ac1-478f-bf69-e6eda69870fe.jpg" title="企业微信截图_20190117165617.png" alt="企业微信截图_20190117165617.png"//pp style="text-align: center "span style="color: rgb(127, 127, 127) "图片源于网络（photographer：momo）/span/pp style="text-indent: 2em text-align: justify "根据香港食品和卫生局本周提交的一份文件，香港计划对20,000名患者及其家属的基因组进行测序和分析，作为香港基因组计划(HKGP)的一部分。下周一由立法会讨论。/pp style="text-align: justify "　　香港政府最初指定6.82亿港元(8700万美元)用于支付HKGP的项目成本，平均每年约8700万港元(1,100万美元)，为期六年，从2019-2020年开始，以支持政府所有公司实施该项目的运作，包括患者招募，样品处理，测序和翻译，生物信息学和遗传咨询。/pp style="text-align: justify "　　根据该文件，香港基因组医学指导委员会去年推荐了一项大规模的基因组测序项目，以加强基因组医学的临床应用和研究。/pp style="text-align: center "img src="https://img1.17img.cn/17img/images/201901/uepic/50ec336b-75ff-429e-87df-c28e35106416.jpg" title="2Q==.jpg" alt="2Q==.jpg"//pp style="text-align: justify "　　在去年十月的2018年施政报告中，香港行政长官林嘉欣表示，她会按照这项建议，为该项目提供政府拨款，并补充说食物及卫生局会成立一个专家工作小组，以确定有关详情。/pp style="text-align: justify "　　strongHKGP计划对患者，患者家属和研究队列进行全基因组测序/strong，并使用这些数据来帮助进行临床管理，如诊断，治疗或预后。 参与者还可以同意将他们的匿名基因组和临床数据用于医学研究。/pp style="text-align: justify "　　strong该项目的目标是覆盖20,000个患者病例/strong，其中每个病例可能涉及若干基因组序列，例如癌症患者的肿瘤正常基因组或遗传性疾病患者的家族三重基因组，估计总共40,000至50,000个基因组。2,000个病例的试验阶段将侧重于未确诊的疾病和癌症，而该项目的主要阶段将解决18,000个病例，包括试验阶段和其他疾病以及研究队列所涵盖的疾病将受益于全基因组测序。/pp style="text-align: justify "　　参与者将由医院管理局，卫生部和当地大学转介，这些大学也将在测序后提供临床护理和遗传咨询。“项目设计和范围的细节将由工作组进一步确定，并由指导委员会批准，”该文件指出。/pp style="text-align: justify "　　HKGP的目标之一是提高具有罕见遗传疾病的患者的诊断率，另一个目的是获得对导致患者癌症的基因组变化的新见解，以便改善诊断和治疗选择。/pp style="text-align: justify "　　此外，来自香港特别行政区的数据将有助于为中国人口生成高质量的基因组数据，这一数据已在全球医学研究中缺失。该项目还将实现“生物医学研究和创新的大数据分析”和“与生物医学技术以及香港科学园区内的信息和通信技术集群的协同作用”。/pp style="text-align: justify "　　为协调香港特别行政区的实施，香港政府应成立一间全资公司，暂定名为香港基因组研究所。/p

中国科技网讯 据美国物理学家组织网近日报道，英国牛津纳米孔技术公司在佛罗里达州基因组生物学与技术会议上宣布了一个爆炸性消息，即推出GridION和MinION两款基于新一代DNA测序技术的便携式基因组测序仪，后者仅有U盘大小，可插入电脑USB端口完成测序，价格仅900美元。　　两个仪器都是基于纳米孔测序技术，采用一种特殊的蛋白在薄膜结构上打出纳米级小洞或小孔，在膜的一侧施加电压将单条DNA链(带负电)拉进纳米孔。当DNA的化学碱基通过时，引起细微的电流变化，测量这种变化即可识别出不同的碱基(T、C、G和A)组成顺序，然后通过电脑将每一部分的结果编织在一起呈现。人类基因组包含大约30亿个碱基，DNA测序就是将这些碱基的顺序识读出来。　　该消息令投资者大为振奋，而对于牛津纳米孔技术公司的竞争对手美国Illumina公司和生命科技公司来说犹如一记重创。生命科技公司于今年初推出的最新台式离子质子序列发生器测序需要24小时，价格约15万美元。相比之下，如果将20个单元连接在一起，GridION可在15分钟内完成整个人类基因组测序，价格为5000美元 如U盘大小、即插即用的MinION可直接插入笔记本电脑USB端口测序。　　无疑，新测序仪将带来DNA测序更为广泛的应用，允许非专业科学家提取DNA信息，即使在野外研究人员也可将样品置于仪器中，将其插入载有相关软件的笔记本电脑后，几乎片刻就会得到基因组样品的信息，以确定植物或动物的遗传性状。种子研究公司可使用它来分析田间作物，如查查是否有外源混合 肉类检查员可拿它测试不同类型的微生物 生物学家可以用它来寻找几代人基因中的微小变化。　　然而，在这些愿景中也有小小瑕疵：目前这种设备有4%的错误率 MinION是一次性的，产量不如GridION高 尽管该公司称，在今年某个时候发售相关产品之前，价格会大幅下降，但对于许多应用者来说还是有些贵。

美国人类基因组测序先驱J. Craig Venter将和其新创立的公司Human Longevity Inc.(HLI)进军生物医疗测序领域。HLI是&ldquo 基因组学和细胞的诊断与治疗公司&rdquo ，计划于今年夏季启动，终极目标是推进健康老龄化。J. Craig Venter(中)希望通过利用基因组学实现对抗衰老的目标。图片来源：Brett Shipe　　近日，J. Craig Venter研究所创始人兼首席执行官Venter宣布，新公司将以7000万美元的启动资金，建立世界上最大的人类基因组测序中心。Venter称，公司计划从Illumina公司购买20个新的价值百万美元的测序机器。&ldquo 新技术将最终使设备越过质量、体积和成本的障碍，达到我一直期待的效果。&rdquo Venter表示。　　迄今为止，除了获得将特定肿瘤的基因信息用于预测和治疗的有限成功外，个人基因测序很少能为医生提供清晰的指示。不过通过将&ldquo 一切我们可以测量的信息&rdquo 与临床数据结合，Venter希望最有益的治疗或者预防模式可以出现。&ldquo 基因组学只是全景的一小部分。&rdquo Venter强调。不过，HLI公司计划在开始时每年测序4万个基因组，目标是在5年内达到50万个。　　一些人担心，Venter试图一下子解决的事情太多。该公司的计划&ldquo 遍布各领域&rdquo ，哈佛大学的George Church说道，其他的商业企业往往更为专注。&ldquo 将大量资源投注于一个领域可以保持竞争力。&rdquo Church指出。　　&ldquo 测量和建设如此大规模的数据集难度很大，将其进行有效整合的复杂性更大。&rdquo 英国帝国理工学院生物化学家Jeremy Nicholson也持这种看法，&ldquo 在生物学上，这将是一个伟大的科学事业和冒险，但实际上，这就好像是在盲目地攀登珠穆朗玛峰。&rdquo

p　　人类基因组计划投入38亿美元，6个国家花费13年，才得到第一张人类全基因图谱，今年这项检测的市场价格只有3000至4000美元。未来，测定个人全基因组能不能走进中国老百姓生活，价格更便宜一点?/pp　　昨天开幕的2015浦江创新论坛上，华大基因总裁汪建透露，“中国造”一天能测100人全基因组的全自动化基因仪器设备已经问世。取一滴血或一口唾沫，就可测得一个人的全基因组，了解自己暗藏着哪些出生缺陷，肿瘤危机甚至罹患传染病的风险等。目前，该设备在美国、澳大利亚、欧洲已经有了用户，并开始临床使用。/pp　　“每一个新生儿从出生那一天知道自己基因是什么样，不再是梦想。我们许诺在明年将这种个人的全基因组检测，降到1000美元以内。未来3至5年，还将继续降到3000人民币以内。”汪建指出，基因测序双螺旋机体积小，测序精准、灵活、快速经济，目前已经可以大量生产。希望后年可以装备全国二甲以上的医院，并跟随“一带一路”战略，成为推动国家事业发展核心力量。/pp　　今年初，美国政府和中国都开始酝酿精准医学计划。不过，以往我国的生物大数据不足、样本库缺乏、关键检测设备等受制于人；而本国的基因产品和技术，成本高，便捷性也不足。华大基因坚持采用全新的发展模式，以先进的仪器制造为突破，从基础研究到农业应用，再到生命科学的临床应用。目前，华大基因的肿瘤研究已经完成85000人，耳聋预防覆盖48万人，染色体异常筛查到80万人，按照检出率让8000个家庭远离了染色体异常导致的痴呆。/pp　　如果说人和猴子的基因差别是1%，那么肿瘤患者和正常人的区别只有0.001，发现“青萍之末”需要高通量、低成本的基因分析，这将远远早于X光、核磁共振和病人自己的主诉，将为肿瘤精准医疗带来根本性的变化。汪建透露，华大基因将要发起全球精准医学联盟，联合上海中山医院、深圳市13家医院，中山大学8家医院，北京华西医院，与国内五座城市，欧洲两个国家以及美国两三所大学形成全球联盟，并与阿里云、华为大数据形成战略联盟。/p

癌症是由遗传因素、环境因素等多因素导致的复杂疾病。因其个性化的特点-每个人/甚至不同细胞都具有独特的遗传突变，从而加大了癌症治疗及监测的难度。而高通量测序技术的发展为我们带来了契机，不仅可以加速揭开癌症的病因及机制，更进一步使个性化医疗成为现实。　　2014年之前由于全基因组重测序价格仍然高昂，科研人员不得不舍弃部分遗传信息(如基因融合、染色体重排等)，而选择外显子组测序&mdash &mdash 仅针对编码区的SNP/InDel进行检测。随着全基因组测序成本不断下降，尤其是诺禾致源公司引进的X-Ten平台，率先推出&ldquo 万元基因组&rdquo 测序活动，使得国内的全基因组测序变得更便宜更快捷，因此，全基因组重测序已成为癌症研究的最佳选择。　　全基因组重测序的必要性　　2011年，Chapman等人在Nature上利用多发性骨髓瘤样本对全基因组与全外显子组测序进行了比较，结果表明多发性骨髓瘤中一半的蛋白质编码突变都是通过染色体畸变(如易位)发生的，故大部分突变都无法通过外显子组测序发现。相对于全外显子组测序，人类基因组重测序已在检测基因融合，基因组突变，染色体碎裂和染色体重排等研究中屡建奇功。　　癌症研究中重要的遗传信息　　基因组突变　　所有癌症在发展过程中都会积累大量体细胞突变，其中司机突变(Driver mutations)是对癌症发展很关键的体细胞突变，而剩下的就被称为乘客突变(Passenger mutations)。2011年Berger等人在Nature上发表了原发性人类前列腺癌及其配对正常组织的完整基因组序列研究。一些肿瘤包含复杂的平衡重排链(拷贝数中性)，它们通常发生在已知癌症基因中或附近。而一些断裂点发生在基因间区域，可能会因外显子组测序错过，因此，这篇文章例证了有些突变(如文章中类似于基因间区域的非编码区)只有也只能通过全基因组测序才能检测出来。　　基因融合　　基因融合在基因组中非常普遍，也是一些类型癌症的标志。基因融合是由两个不相关的基因发生融合形成的一种基因产物，该产物具有全新的功能或与两个融合基因不同的功能。配合末端配对(Paired end, PE)测序技术使用的全基因组测序是目前检测所有基因融合的最准确、最全面的工具，对这些基因融合的检测包括了重复、倒位、覆盖和单碱基插入缺失各种类型。2014年，癌症基因组图谱(TCGA)联盟采用全基因组重测序和全外显子组测序结合的方式对131例膀胱泌尿上皮癌进行了研究，研究者发现了FGFR3与TACC3的融合现象，7例肿瘤样本中检测到病毒整合位点，相关研究结果发表在Nature上。而类似这样的基因融合和病毒整合位点是全外显子组测序做不到的，仍然只能通过全基因组测序的方式进行研究。　　染色体碎裂　　该现象是一个一次性的细胞危机，该过程中成百上千个基因组重排在单次事件中发生。这种灾难性事件的后果是复杂的局部重排和拷贝数变异，其范围限制在0-2个拷贝。据估计，染色体碎裂发生在2-3%的癌症的多个亚型中，以及约25%的骨髓中。染色体重排需借助DNA双链断裂和一定方式的排列连接，这种重排破坏了基因组的完整性，继而参与形成白血病、淋巴瘤和肉瘤。它的复杂性和随机性使得它成为一种很难研究的现象，目前的解决策略是使用末端配对和长距离末端配对(mate-pair)技术建库的全基因组深度测序方法进行研究。　　基因组改变和拷贝数变异(CNV)　　目前的研究结果告诉我们，若分析中只关注SNP势必将错过大部分重要的基因组重排。据估计，每个人类基因组中&ldquo 非SNP变异&rdquo 总共约有50Mb。Morrison等人选用膀胱移行细胞癌(TCC-UB)的5例样本进行全基因组重测序，结果发现，其中3例样本具有较多SNP和SV变异，并且都具有P53基因的突变 在另外2例肿瘤样本中，研究者发现谷氨酸受体N-methyl-D-aspertate receptor基因发生易位和扩增，该研究结果对后期的肿瘤药物靶点鉴定与疾病治疗具有重要作用。由于覆盖深度变化太大，导致对原拷贝数的变异不敏感，全外显子组测序不容易检测到CNV，对于大片段的基因组改变更是无能为力。　　全基因组测序与全外显子组测序比较　　正是基于以上的优势，近年来采用全基因组重测序作为研究手段发表的高水平文章越来越多，这也会是将来人类基因组学研究的趋势，预测相关科研成果将呈现井喷式增长。

仪器信息网讯 2011年7月18日，&ldquo 2011罗氏诊断应用科学部新品发布会暨全国巡回讲座&rdquo 在北京大学生命科学院邓佑才报告厅召开。来自高等院校、医院、科研院所等单位代表近100人参加了本次新品发布会。会上，罗氏诊断正式推出了两台仪器新品&mdash &mdash 精巧型高通量基因组测序仪GS Junior及实时荧光定量PCR仪LightCycler Nano。罗氏诊断新品发布会现场　　会上，罗氏诊断全球产品经理Xuemin Liu博士、前技术开发部经理Roderic Fuerst博士、亚太区产品经理Kok-Long Ang博士及亚太区技术支持中心资深技术顾问邹嵘博士相继对两款新品及相关技术进行了深入细致的介绍。新品发布会由罗氏诊断应用科学部产品经理胡翔华先生主持。　　据Xuemin Liu博士介绍，基因组测序仪新品GS Junior继承了罗氏诊断测序技术的优点，总结而言，具有以下一些特点：（1）长读长，平均读长可达400-500bp；（2）高速，完成一次测序仅需10小时，2小时内即可完成数据处理；（3）准确率高，Q20读长为400个碱基；（4）可对基因组DNA、cDNA等多种样品进行测序，也可同时对多个样本进行测序，大幅降低了测序费用；（5）外观较为小巧。Xuemin Liu博士指出，该产品特别适合于已知/未知物种的基因组测序、单核苷酸多型性（SNP）分析等，并以对大肠杆菌O104株型的准确深入分析为例证明了GS junior的优异性能，同时强调指出，基因测序的关键是保证高准确度，这也正是罗氏诊断基因组测序仪主要开发理念之一。精巧型高通量基因组测序仪GS Junior　罗氏诊断全球产品经理Xuemin Liu博士介绍基因组测序仪新品GS junior　　关于实时荧光定量PCR仪新品LightCycler Nano，Roderic Fuerst博士在报告中总结了其性能、外观特点及价位情况：（1）产品价位不高，介于中、低端之间，但能实现以往高端产品才能良好完成的工作如高分辨率熔解曲线(HRM)分析；（2）全固化成型光路系统，即使频繁移动，也不会带来更多的校正工作甚至使得校正周期显著延长，此外还实现了全光谱兼容设计；（3）延续了高均一性和高稳定性的技术传统；（4）完成一次常规PCR反应时间少于50分钟；（5）外观别致小巧，运行时十分安静，耗材使用上也无品牌局限。据介绍，LightCycler Nano特别适合于生命科学研究，罗氏诊断将为采购者提供可选配苹果笔记本电脑或其它型号PC电脑。　　别致小巧的实时荧光定量PCR仪新品LightCycler Nano 　　　　Roderic Fuerst博士介绍LightCycler Nano 新品发布会上，Kok-Long Ang博士和邹嵘博士还进一步分享了实时荧光定量PCR技术应用实例和高分辨率熔解曲线分析技术(HRM)的前沿应用，与会者颇为关注，并在互动环节上积极提问。　　罗氏诊断亚太区产品经理Dr. Kok-Long Ang　　报告题目：《expanding role of Real&mdash Time PCR technology》　　罗氏诊断亚太区技术支持中心资深技术顾问邹嵘博士　　报告题目：《高分辨率熔解曲线分析技术(HRM)在突变筛查中的应用》　　根据胡翔华先生介绍，罗氏诊断应用科学部凭借50多年的行业经验，已经拥有一套成熟可靠的基因分析平台，其之前推出的二代基因组测序系统454GS FLX是全球读长最长、测序速度最快的同类系统之一，而LightCycler系列实时荧光定量PCR仪在中国的装机量已经超过900台，&ldquo 相信此次推出的&lsquo 最精巧&rsquo 二代测序系统GS junior和&lsquo 最精巧&rsquo 实时荧光定量PCR仪LightCycler Nano能够引领基因组学研究跨入实时个性化的全新时代。&rdquo 罗氏诊断应用科学部产品经理胡翔华先生主持会议　 据了解，2011罗氏诊断应用科学部新品发布会暨全国巡回讲座接下来将分别在广州、上海等地举行。　　　　关于罗氏：　　罗氏总部位于瑞士巴塞尔，是全球在医药和诊断领域，致力于研究并处于领先地位之一的保健集团。罗氏的诊断部门提供了独一无二的产品品种，为全世界的研究人员、医师、病人、医院和实验室提供多样化的创新测试产品及服务。罗氏诊断在全球有近19,000人员正致力于科研、发展、产品的市场运作和服务以及一体化的解决方案。　　关于罗氏应用科学部：　　罗氏的诊断部门在成功收购德国宝灵曼公司(Boehringer Mannheim GmbH.)后，成立了专业服务于科学研究领域用户的罗氏应用科学部(Roche Applied Science)，凭借半个多世纪在生命科学研究领域积累的经验，罗氏应用科学部已成为在此领域中具领先地位的试剂及系统供应商之一。　　秉承不断投入创新的精神，罗氏近年来在细胞学领域不断加大投入，最新推出的创新xCELLigence实时、 无标记细胞分析系统和细胞计数和分析领域的领军品牌Innovatis，为细胞学基础研究、药物研发和生产流程控制提供了高效的筛选和检测工具， 构建了一套从基因组学方面到细胞组学方面的高效、完整研究解决方案。　　订货热线：800-820-3361 400-820-3361　　技术服务热线：800-820-0577 asc.support@roche.com

随着基因技术的突飞猛进，英国首相于12月10日宣布了一项雄心勃勃的计划，为10万名患有癌症和罕见疾病的英国病人进行全基因组测序。尽管许多国家都宣称正在以治疗和护理病人的名义解码其公民的脱氧核糖核酸(DNA)，但这项新的计划却是与众不同的，因为它将解码全部基因组，而并非仅是一小部分。　　首相David Cameron在一份声明中表示，英国政府的国家医疗服务体系(NHS)已经拨款1亿英镑(约合1.6亿美元)用于这项计划。这些经费是上周宣布的未来数年6亿英镑(约合9.65亿美元)研究经费的一部分。这项测序计划预计将花费3到5年的时间。　　这项计划联合了欧洲以及世界各地的多项测序计划和生物信息库。今年3月，英国官方公开了其涉及50万人的生物信息库，其中包括健康信息以及血液样本。而在2月，挪威宣布计划对1000名癌症患者的肿瘤基因组进行测序。　　新公布的计划可以说是更为深远的。　　在美国波士顿市马萨诸塞州总医院进行癌症遗传学研究的肿瘤学家Leif Ellisen指出：&ldquo 根据这项全基因组测序的规模和范围，在我听起来感觉相当独特。&rdquo 　　还有其他一些全基因组测序工作正在进行当中，例如，一个在纽约进行的项目力图解码多达1000位阿尔茨海默氏症患者的基因组，但是它们在医疗目标和涉及的志愿者数量上都局限性较大。　　Ellisen指出，英国研究机构面临的最大挑战将是如何把大量的DNA数据转化并生成能够帮助患者的有用信息。　　在这份声明中，Cameron显得很乐观：&ldquo 通过解锁DNA数据的能量，NHS将引领有关更好的测试、更好的药物，尤其是更好的护理的全球竞赛。&rdquo 这份来自唐宁街十号&mdash &mdash Cameron办公室&mdash &mdash 的声明还暗示，那10万名将基因组贡献给该计划的病人将直接从中收益&mdash &mdash 这被Ellisen称为是&ldquo 一种延伸&rdquo 。　　迄今为止，只有少量个体从他们的全基因组测序中获益的实例，其中大部分涉及的是一些非常罕见的疾病。尽管在这种规模上进行全基因组测序&ldquo 显然是做了一件非常正确的事情&rdquo ，Ellisen说，&ldquo 但我们并不想过多承诺&rdquo 多快将会有进展出现。　　全基因组测序是对一种生物的基因组中的全部基因进行测序，测定其DNA的碱基序列。目前，全基因组测序技术主要包括第二代测序技术(NGS)和第三代测序技术。第二代测序技术已经能够快速、低成本地进行全基因组测序。第三代测序技术于2011年4月正式推广，其单分子实时(SMRT)测序技术完全不同于第二代测序，它的序列读长高达3000bp(碱基对)。

高通量测序之于病毒基因组，在检测和研究中的意义和价值已得到广泛验证。但在开展具体的高通量测序工作时，可能会面临很多实际的操作问题，譬如：方法上选择宏基因组测序还是靶向测序？测序策略上选择多少数据量、何种读长？哪些测序平台的通量和数据量更能满足实验室检测要求？以新冠病毒为例，本文对高通量测序在检测和研究中可能面临的问题与选择进行一一剖析。图1 在检测和研究中可能面临的问题与选择测序目的：快速检测or序列组装？高通量测序技术应用于新型冠状病毒的检测和研究，可以实现快速检测以及病毒序列组装。测序目的不同，需要选择合适的方法和策略：如需对qPCR检测呈阴性的疑似病例进行确诊，或对复合性感染、继发性感染等进行鉴别诊断，或对大量待测样本进行大规模筛查，可以利用高通量测序技术进行快速检测；如果需要实现病毒序列组装，以进行未知病原的检测、分析和研究，可以利用高通量测序技术进行更高深度更高覆盖度的测序，获得完整的病毒基因组序列。测序方法：宏基因组测序or靶向测序？对病毒基因组进行高通量测序，可以采取宏基因组测序或靶向测序（包括探针捕获测序和多重PCR扩增子测序）。不同的方法各有优势，可根据实际应用进行选择。图2 不同高通量测序方法的比较可供参考的建议如下：1. 对未知病原的发现及确认，首选宏基因组测序；2. 如需检测或研究样本中所有可能感染的微生物，比如诊断不明原因感染、混合感染、继发感染等，可以选择宏基因组测序；3. 如只需针对目的病毒进行检测，希望以较少的数据量获得目的病毒全长序列，可以选择靶向测序。测序数据量关于测序数据量，需结合具体的测序目的、测序方法、样本病毒载量等因素进行综合评估。通常，提高测序数据量,可以提高检测灵敏度，改善临床检测的阳性率。另外，提高测序数据量，可以提高数据覆盖度，病毒序列组装效果更好。以满足病毒基因组覆盖度95%，且单碱基深度10x为条件：如采用宏基因组测序，可根据使用的研究材料（即待检样本）的情况，选择测序数据量。病毒载量在104 copies/ml以上或qPCR定量CT值24.5的样本，推荐数据量为20Gb（PE100，100M reads）；qPCR定量CT值在24.5~28.7范围的样本，推荐数据量为100Gb(PE100,500M reads)。对于病毒载量极低的样本（CT值＞28.7），不建议使用宏基因组测序，可以采用多重PCR扩增子测序。如采用多重PCR扩增子测序，推荐数据量为5-20M。该方法也适用于病毒载量极低（＜102copies/ml）的极端样本检测。注：推荐样本数据量仅供参考图3 基于测序方法及样本病毒载量的测序数据量选择测序读长如进行快速检测，可采用单端测序，推荐SE50/SE100读长，快速、经济；如需要进行病毒全长序列组装，建议使用双端测序，推荐PE100/PE150读长，测序数据质量高、Reads比对更好。图4 测序读长选择测序文库的处理针对病毒RNA测序，在文库制备过程中是否去除核糖体RNA(rRNA)也是一个值得探讨的问题。rRNA占总RNA的80%以上，去除人类rRNA可以提高有效数据利用率。同时也需要考虑样本情况：如果病毒核酸投入量低，以及放置时间久、降解严重的样本，去除rRNA可能会影响建库效果，可以选择不去rRNA，以提高建库成功率。图5 MGIEasy rRNA去除试剂盒测序平台的选择根据实验室样本规模，选择合适的测序平台。每个平台单次运行的样本数与测序方法、测序数据量相关。其中，宏基因组测序方法，一般以单个样本的数据通量100M reads为参考；多重PCR扩增子测序方法，以单个样本的数据通量＞5M reads为参考。注1.以单个样本的数据通量100M reads为例；注2.以单个样本的数据通量＞5M reads为例。图6 测序平台单次运行的样本数估算小贴士基于DNBSEQ平台的已发表文章目前，已有多篇基于DNBSEQ平台的新冠科研文章在Lancet、nature、Cell等顶级期刊获发。基于DNBSEQ平台的高通量测序技术助力新冠病毒科研攻关，得到了越来越多科研学者的认可。参考文献Multiple approaches for massively parallel sequencing of HCoV-19(SARS-CoV-2) genomes directly from clinical samples.

导语：当地时间2019年1月9号，华大集团执行副总裁、华大智造总裁余德健受邀参加第37届J.P. Morgan医疗健康大会（J.P. Morgan Healthcare Conference）并发表演讲。在演讲中，他正式公布超高日通量测序仪MGISEQ-T7价格，启动全球测序者计划，助力行业进入人人基因组时代。华大集团执行副总裁、华大智造总裁余德健发表演讲MGISEQ-T7：全球日生产能力最强，日产数据达6Tb，单G费用仅$52018年10月，华大智造在第十三届国际基因组学大会（ICG-13）发布的超高通量测序仪MGISEQ-T7, 是目前全球日生产能力最强的基因测序仪, 单日数据量可达6Tb，PE150测序仅需24小时。在本次会议上余德健公布了这款超高通量测序仪价格为每台一百万美金，每Gb测序费用为5美金，是目前全球较低的测序试剂价格。余德健表示，“目前，在全球70亿人口中，仅有2000万人拥有部分基因组数据。因此，想要做到人人都有自己的全基因组数据，我们还有很长的路要走。但是，超高通量测序仪MGISEQ-T7以更高的通量、更快的速度、更低的成本，能够帮助我们真正走向人人基因组时代。” 华大智造之所以有信心引领人人基因组时代，是基于对自主核心技术的自信。华大智造测序仪核心技术DNBseq?，无需PCR扩增，其变异检测准确性更高、reads重复率更低（2%）、几乎不存在 index misassignment。同时，结合单管长片段建库技术（single tube Long Fragment Reads, stLFR）——华大智造核心专利技术之一，能够在一管中实现10-50Kb长片段文库和短读长测序相结合，不仅仅能够实现高精确度变异检测，还能解析复杂的结构变异，获得趋近于完美的个人基因组。这一技术可应用于无创产前检测中，通过母亲白细胞stLFR测序和血浆高深度测序可以直接获得完整胎儿基因组，弥补因为母亲外周血中胎儿DNA浓度不足导致的变异检测错误，能够实现除了T21、T18和T13之外的单基因疾病检测。stLFR技术在肿瘤和单基因病等疾病研究和应用中也有巨大潜力。全球日生产能力最强测序仪MGISEQ-T7全球测序者计划启动，重塑行业生态基于自主研发的测序平台，华大智造顺势启动全球测序者计划，以重塑行业生态。余德健介绍，华大智造于2018年7月在中国启动测序者计划，旨在协助行业内需要测序数据产出的企业和科研机构实现自主测序平台建设，鼓励基因组学技术创新和产业发展，该计划在中国取得了较好的反响。在此基础上，华大智造正式启动全球测序者计划，将为成员提供可靠的核心工具，在这一开放平台上提供全方位的技术支持，包括试剂、培训及应用指导，推动基因测序行业的发展。其中，测序者计划成员基因组研究和应用公司微基因WeGene已经预定MGISEQ-T7成为首台用户，结合华大智造提供的完整解决方案， WeGene计划在2019年完成年通量4万人WGS（30X+）的全基因组测序实验平台建设，并在2020年将通量升级至12万人WGS以上。 余德健在演讲尾声提道，“从2013年到2019年，华大先后推出七款测序仪，超高通量测序仪MGISEQ-T7让华大智造能够实现超越，站在产品和技术的最前端，给全世界提供一个基本的可以选择的权利。”

新华社伦敦2月9日电针对个人的基因组测序服务刚出现时，测序费用高达上百万美元，普通人望尘莫及。不过，美国一家公司计划从今年6月开始，推出低价个人基因组测序业务，顾客只需支付5000美元，就可向这家公司预约基因组测序服务。　　据英国《新科学家》杂志网站报道，这家名为&ldquo 完全基因组&rdquo 的公司位于美国加利福尼亚州。这家公司称，其测序技术最关键的一点是将放大后的DNA(脱氧核糖核酸)片段固定在硅阵列上，从而实现快速、高效测序。　　世界首份&ldquo 个人版&rdquo 基因组图谱数据的拥有者是DNA双螺旋结构的发现者之一詹姆斯&bull 沃森。2007年，美国贝勒医学院和&ldquo 454生命科学公司&rdquo 共同完成了沃森个人基因组的测序工作，并将图谱数据免费赠予沃森，当时这一测序的费用总计约100万美元。沃森当时在接受媒体采访时预测说，将来一旦个人基因组测序的费用&ldquo 降到一辆雪佛兰汽车的价格&rdquo ，那么人类基因变异研究领域将迎来一场变革。　　此后，几家生物公司相继利用更为快速、成本更低的测序技术推出了&ldquo 个人版&rdquo 基因组测序服务。例如，加州一家名为&ldquo 应用生物系统&rdquo 的公司去年就曾宣布，他们为一名尼日利亚男子测序了基因组，花费不到6万美元。　　如今，&ldquo 完全基因组&rdquo 公司的报价甚至比许多二手汽车的价格还要低。2月5日，该公司在美国举行的一个基因组生物学会议上公布了他们完成的第一份个人基因组测序数据，并将相关数据刊登在公司网站上。据悉，他们的目标是2009年完成1000个客户的基因组测序，2010年完成2万个客户的测序。

p　　美国国立卫生研究院(NIH)将资助一些基因组测序分析中心，致力于破解人类常见病和罕见病的基因信息。NIH下属的国家人类基因组研究所(NHGRI)14日宣布成立“常见疾病基因组学中心(CCDG)”，该中心将利用基因组测序技术，从基因水平研究心脏病、糖尿病、中风以及自闭症等常见疾病产生的原因。NHGRI同时也宣布了其互补项目“孟德尔基因组学中心(CMG)”的下一阶段工作，将继续研究罕见遗传疾病(例如囊性纤维化和肌肉萎缩症)的基因致病机制。/pp　　NHGRI所长Green博士表示：“DNA测序的发展可帮助我们进一步探索人类疾病产生过程中基因是如何发挥作用的。我们将持续关注常见疾病和罕见疾病，希望能够揭示一些重要的基因信息。”/pp　　CCDG的研究人员计划先对一组疾病、15万~20万个患者进行基因组测序，在基因组水平研究常见疾病产生的原因，及基因组的差异是如何影响患病风险的，同时也将开发出一套研究模型用于今后常见疾病的研究。CMG研究者将建立一个国际研究合作网络，对世界范围内存在的罕见疾病进行基因组测序。这两个项目通过研究引发疾病的基因以及基因组变异，有助于对疾病的诊断和潜在治疗。/pp　　NHGRI将在未来四年内分别资助CCDG和CMG项目2.4亿美元和4千万美元，同时出资约400万美元资助一个新的协调中心，促进这些项目者之间的合作、数据的分析和项目的推广。/pp　　除此之外，美国国家心脏、肺和血液学研究所(NHLBI)将同时资助CCDG和CMG项目，美国国家眼科研究所(NEI)将为CMG项目提供资助，这两个机构同属于NIH。/pp　　CCDG项目的开展代表着NHGRI的基因组测序计划(GSP)又向前迈出了一大步。最早期阶段，GSP是NIH对人类基因组计划的重要贡献。随着DNA测序成本的降低，GSP开始将重心转移到大规模基因组测序项目上，并组织成立 了“大规模基因组测序和分析中心”。这些测序中心进行了一系列开创性的基因组学研究，包括千人基因组计划，对世界各地不同人群中数千人进行基因组测序，记录不同个体的基因组差异性 和癌症基因组图谱(TCGA)计划，由NHGRI和美国国家癌症研究所合作，记录癌症相关的基因组变异信息。/pp　　常见疾病基因组学中心(CCDG)/pp　　高血压、糖尿病以及精神疾病等常见疾病影响世界范围内数亿的人群，然而到目前为止我们都无法解释这些疾病产生的根源，因为它们的发生往往源自基因和环境因素的双重作用。/pp　　CCGD研究人员将首先关注心血管/代谢疾病以及神经精神性疾病，同时考虑研究其他疾病包括炎症/自身免疫病、骨骼疾病，阿兹海默症等。每一种常见疾病都代表着一系列的健康问题，从发病年龄到潜在的生物学改变都各不相同。对于每一种疾病，CCDG研究人员都将对数万个患者及正常对照人群进行基因组测序，NHGRI也将挑选一些其他疾病用于该中心后续的研究。/pp　　NHGRI基因组测序计划负责人Felsenfeld博士说：“该中心的研究人员计划利用基因测序，尽可能广泛地检测出与常见疾病相关的基因和基因组变异。这些基因信息将在我们的临床管理中起到非常大的作用。”/pp　　NHGRI将在未来四年中为四个中心提供约2.4亿美金，NHLBI则额外提供2000万美金，具体资助情况如下：/pp　　1. 圣路易斯华盛顿大学 6000万美元，4年/pp　　主要研究人员：Richard Wilson, Ph.D./pp　　2. 麻省理工学院-哈佛大学博德研究所 8000万美元，4年/pp　　主要研究人员：Eric Lander, Ph.D., Mark Daly, Ph.D., Stacey Gabriel, Ph.D.和Sekar Kathiresan, M.D./pp　　3. 休斯顿贝勒医学院 6000万美元，4年/pp　　主要研究人员：Richard Gibbs, Ph.D./pp　　4. 纽约基因组中心 4000万美元，4年/pp　　主要研究人员：Robert Darnell, M.D., Ph.D./pp　　孟德尔基因组学中心(CMG)/pp　　NHGRI自2011年启动了CMG计划，总体目标是从基因组学角度系统地分析孟德尔遗传病产生的原因，这类疾病通常是由单基因突变引发的罕见疾病。到目前为止，已经发现了7400多种孟德尔疾病，并阐明了其中4300种疾病的潜在致病基因变异信息。/pp　　在过去的四年中，CMG研究人员对超过2万个人的蛋白编码区进行测序分析，发现超过740种致病基因，同时开发出一种分析工具可快速查找这些致病基因。/pp　　CMG计划负责人Wang博士介绍说：“罕见疾病为我们进行罕见和常见疾病的生物学研究提供了重要资源。CMG研究人员将继续利用基因测序和分析寻找孟德尔疾病产生的致病基因，尤其是发现新的致病基因。”/pp　　NHGRI将资助4000万美元支持CMG计划，同时NHLBI和NEL也将分别资助800万美元和100万美元用于该计划实施。具体资助情况如下：/pp　　1. 麻省理工学院-哈佛大学博德研究所 1340万美元，4年/pp　　主要研究人员：Daniel MacArthur, Ph.D.和Heidi Rehm, Ph.D./pp　　2. 耶鲁大学 1200万美元，4年/pp　　主要研究人员：Richard Lifton, M.D., Ph.D., Murat Gunel, M.D., Shrikant Mane, Ph.D.和MarkGerstein, Ph.D./pp　　3. 西雅图华盛顿大学和休斯顿贝勒医学院，1200万美元，4年/pp　　主要研究人员：Deborah Nickerson, Ph.D. (华盛顿大学), Michael Bamshad, M.D. (华盛顿大学) and Suzanne Leal, Ph.D. (贝勒医学院)/pp　　4. 约翰霍普金斯大学和贝勒医学院，1160万美元，4年/pp　　主要研究人员：David Valle, M.D. (约翰霍普金斯大学) 和 JamesLupski, M.D., Ph.D. (贝勒医学院)/pp　　GSP协调中心/pp　　GSP协调中心将促进项目者间的合作并进行项目推广活动，提升测序数据的利用率，并引导进行各种不同的数据分析工作。/pp　　NHGRI将提供以下资助：/pp　　1. 美国罗格斯大学 400万，4年 /pp　　主要人员：Tara Matise, Ph.D.和Steven Buyske, Ph.D./ppbr//p

日前，由深圳华大基因研究院与西南大学合作的研究成果《40个基因组的重测序揭示了蚕的驯化事件及驯化相关基因》在国际学术期刊《科学》上发表，这是两家单位自2003年以来在家蚕基因组研究领域取得的又一项重要成果。　　据悉，这项研究共获得40个家蚕突变品系和中国野桑蚕的全基因组序列，是多细胞真核生物大规模重测序研究的首次报道，共获得632.5亿对碱基序列，覆盖了99.8%的基因组区域 绘制完成了世界上第一张基因组水平上的蚕类单碱基遗传变异图谱，是世界上首次报道的昆虫基因组变异图 从全基因组水平上揭示了家蚕的起源进化 发现了驯化对家蚕生物学影响的基因组印记。　　华大基因的专家表示，桑蚕大规模基因组重测序和遗传变异图谱构建的完成，有助于从全基因组范围研究驯化和人工选择对家蚕生物学的影响，阐释家蚕及野桑蚕之间生物学差异的遗传基础。更为重要的是，与野桑蚕相比，家蚕具有更优良的经济性状，本研究所发现的全基因组选择印记，特别是那些受到强烈选择的具体基因，对家蚕重要优势经济性状相关基因克隆及其形成机理的研究至关重要。　　在不到两个月的时间里，研究团队即完成了该项目的全部实验和测序工作。海量数据产出之后，深圳华大基因研究院自主搭建的超算中心及自主开发的生物信息软件发挥了重要作用，利用超大规模计算能力，研究团队完成了庞大的数据处理，迅速完成了数据分析和成果发表。而本次研究的40个代表性的家蚕和中国野桑蚕品系全部来自于西南大学蚕学与基因组学重点实验室。　　团队负责人表示，该计划后续所有的目标都将集中在&ldquo 发现基因、研究基因和利用基因&rdquo 上，利用转基因技术制作的新型蚕品种和相关产品将于近期进入人们的视野。

对Greg Merhar来说，测序全基因组的决定结束了他这一生的疼痛原因诊断。他的妻子，Debra Leonard博士，最近带头进行了佛蒙特大学（UVM）的一项试点研究，对73名大学教职员的基因组进行测序。十三年前，第一个人类基因组的测序花费了近30亿美元。如今，每个基因组的成本已急剧下降至接近1,000美元，因此在不太遥远的未来，这对患者而言可能是一种越来越普遍的工具 – 这正是佛蒙特大学最近的一项试点研究的课题。Debra Leonard博士，佛蒙特大学的病理学主任，希望研究一下：当了解一个人的基因信息后将如何影响人们的健康和幸福。关于遗传信息能如何显著地改变一个人的生活，她也有着切身体会：通过测序全基因组，她的丈夫终于能够确定造成他40年严重疼痛的疾病。Leonard领导了一项试点研究 – 这是与UVM医学院和UVM医学中心的联合项目，其中73名大学医生和领导自愿测序他们的全基因组。“这个项目是有些独特的，因为我们希望以医学上适当的方式处理许多人的基因组，”Leonard说。“我们希望确保他们在签知情同意书之前进行遗传咨询，知道他们同意做什么。”Leonard是一位分子病理学家，已经做了24年的基因检测。她目前正努力将多种类型的检测带到佛蒙特大学。“三年前，我来到这里担任病理学和检验医学的主任，我的理想是实施更广泛的基因组测序，用于佛蒙特的临床护理，”Leonard说。她开发了一个项目，在患者的肿瘤上开展基因检测以诊断癌症，并预测患者的预后。另一项检测是筛查患者，看看他们是否存在某些遗传性癌症的风险。还有一个项目是检测某些患者，预测他们对不同治疗方法的反应 – 这可以帮助医生确定他们开的药适合这个人。不过，她最近的试点项目走得更远。所有DNA的路线图Leonard建立了一个“了解你的基因组（Understand Your Genome）”工作组，其中73名UVM教职工自愿测序他们的全基因组。这项检测将分析每一个基因 – 人类基因组中有超过30,000个基因 – 看看参与者是否有可以跟踪处理的遗传风险或疾病。“了解你的基因组计划”是由遗传分析公司Illumina开展的。但Leonard希望不仅仅是向人们提供与他们基因有关的海量数据，她希望做得更多。她设计了在测序前和测序后与遗传咨询师交谈，以确保参与者就他们可能收到的信息——无论好的、坏的和含糊的——都能获得适当的指导 。Leonard在这一领域工作了二十多年，但她对全基因组检测能带来怎样的惊喜也有切身的感受。她和她的丈夫Greg Merhar在2014年的圣诞节给了彼此一份独特的礼物：他们每个人都进行了全基因组测序。Merhar的Illumina报告中强调了三个“意义不明、但可疑的”基因变异。其中一个突变是在引起家族性地中海热（FMF）的基因中。Merhar认为，这是极为不可能的，没有任何医生想过检查这种疾病。“我有金色的头发和蓝色的眼睛，而家族性地中海热通常与阿拉伯人、土耳其人、亚美尼亚人、西班牙裔和德裔犹太人相关，”他说。最好的圣诞礼物近40年来，Merhar一直忍受着持续的关节疼痛和腹部疼痛。“我做过核磁共振和X射线检查，在我的跟腱中注射过可的松以及各种各样的东西，”Merhar说。于是，他开始阅读与FMF基因有关的东西，发现它与身体如何调节炎症有关。他意识到，这可能是他的关节突然发作和疼痛永远得不到解决的原因。他着实花了一些力气，最终说服一名风湿病专家给他开了治疗FMF的药物处方。“坦白地说，我在一个周五晚上吃了药，到了周六上午，我感觉比过去几年好多了，”Merhar说。“过了三四天，我意识到这些年我有多么痛苦。所有这一切都消失了。”这是一张Merhar基因组的快照，显示出引起他疾病的FMF基因变异。顶部的数字显示了他的300万个核苷酸碱基对中发生的突变。这么多的数据需要分析！测序基因组让Merhar花了5,000美元，他说这是他花过的最值的钱。“在吃了几个星期的药后，一天早上我躺在那里，我记不起任何部位的疼痛。而实际上我的跟腱已经缩小了很多，现在我的鞋子比以前小半码。”了解也不一定能解决问题自去年以来，测序的成本已经下降至接近1,000美元。这与13年前一个国际科学家团队花费近30亿美元测序第一个人类基因组相去甚远。几十年来，医学界已经知道某些基因与特定疾病相关联，并且能够检测患者的那些变异。不过，“像这样的情况是比较新的，我们实际上是在测序表面上健康的人。”哈佛大学的医学遗传学家Robert Green博士这样说。“因为我们一直在问，我们在他们基因组里发现的东西在他们的生命进程中是否能在医学上对他们有用？我们是否能找到疾病的风险因素而让我们能够采取应对措施？”Green说。Green最近与佛蒙特大学的教职员志愿者交谈，他们作为“了解你的基因组计划”的一部分，测序了他们的基因组。他说“基因组测序对一般公众而言是不是一种合适的筛查方法，我认为现在还没有定论。”未知的东西会不会伤害我们？在73名最近接受筛查的UVM教职员中，6个人收到消息，他们携带了一个可能预示着严重疾病风险的变异。现在有几千种可检测的不同遗传性疾病。不过即便如此，还是有大量的基因变异，并非所有问题都能回答。例如，Leonard说，在科学家鉴定出导致囊性纤维化的基因之后，他们意识到，该基因中有许多、许多的变异。“携带这些变异的人并不总是出现全面爆发的肺和胰腺囊性纤维化，”她说。“他们可能患有慢性支气管炎，可能有慢性鼻窦炎，也可能是不育的。”目前有一系列疾病，它们与引起囊性纤维化的基因存在关联，Leonard说。“我们正在不断了解我们的基因组信息如何发挥作用。”Green认为，在某些情况下，测序一个人的全基因组可能揭示恐怖信息，而科学还没有足够的了解去应对。“试想一下，”Green说。“假设你的致病基因中有一个突变，但放在你面前的那份文档根本无法确定你的风险是增加了一点点，增加了中等量，还是增加了很多……这的确让你和你的医生处于非常尴尬的境地。”但是，科学家每天都在学习有关基因的新信息。迄今为止，全世界已有数百万人进行了基因组测序而作为研究项目的一部分，但那些人并没有拿回他们的信息。只有几千人 – 包括佛蒙特大学的73人 – 测序了基因组，并收到了临床报告。当然，这种情况正在迅速改变。来源：VPR

英国将对10万病人进行基因组测序，基因组药物成英国国民健康服务司首选　　2012年12月10日，纽约GenomeWeb记者报道(GenomeWeb 新闻)-- 英国首相大卫&bull 卡梅伦今天将宣布：英国国民健康服务司即将发起一项针对超过10万人的基因组测序活动，所获得的基因组信息将被用于癌症等疾病的治疗和研究。　　首相办公室今天公布，已经拨款1亿英镑(1.609亿美元)给从事基因组药物研究的英国遗传学家和医疗保健机构，用于DNA图谱计划。该项经费所支持的 DNA测序不但可以用来研究和治疗癌症，还关乎一些罕见病、遗传病的研究治疗，还可进一步完善英国国民健康服务司的基础数据库信息，让基因组数据为更多的 病人治疗带来福音。　　卡梅伦在正式对外宣布前说：&ldquo 在科研领域和医疗创新上，英国一直是世界上的先锋领导者，从第一个CT扫描仪、试管婴儿到解码DNA。不断的超越自我和开拓创新对我们来说很有意义，这个新的计划将意味着我们是世界上第一个在主流健康服务领域中采用DNA编码的国家。&rdquo 　　英国首席卫生官员Sally Davies称：在国家健康服务司，采用单基因检测诊断癌症和减少治疗副作用已经并不陌生。她说：&ldquo 当时，这些检测着重于由单基因变异引起的疾病，这项科研的开启使得我们能对我们自己的30亿DNA进行了解，进而我们可以对我们的基因和生活方式的复杂关系有进一步的认知。&rdquo 　　科研和大学部长David Willetts说：这1亿英镑的启动经费就是来源于上周财政大臣所说的那个6亿英镑，这些钱将在以后的三年陆续列入英国曾计划的科研项目预算。　　首相办公室称：基因组测序将完全是自愿的，病人有权拒绝进行测序，而且所有的DNA数据将被匿名保存，除非是针对病人自身的治疗。　　英国国民健康服务司开发了多种储存数据的方法，目的是为了保护病人的隐私。在整个项目决策中，最终要的环节用什么平台和技术做测序还尚未公布。整个基因组测序项目的具体细节尚未完全对外公布，项目的合作方在本报道中也未公布。

新华社北京12月13日电 英国英格兰基因公司12日宣布，计划自明年起征集10万名新生儿展开全基因组测序，以期助力筛查罕见的遗传疾病。依据该公司说法，这项研究在世界同类研究中规模最大，可能为英国推广新生儿全基因组筛查铺平道路。不过，项目引发一些伦理学家担忧。这个项目名为“新生儿基因组计划”，耗资1.05亿英镑（约合9亿元人民币）。由英国政府全资控股的英格兰基因公司将与英国国家医疗服务系统（NHS）合作，拟在两年内对英格兰地区10万名新生儿展开全基因组测序。在国家医疗服务系统接受诊疗的孕妇及其配偶明年晚些时候可以开始报名。 8月8日，人们走在英国伦敦街头。（新华社记者李颖摄）依照知名期刊《科学》说法，这一项目仅关注约200种经研究充分证实由基因变异引发的疾病。这些疾病几乎肯定会在孩子5岁前引发症状，且均可治疗，疗法中既有简单的补充维生素，也有骨髓移植。公司首席医疗官理查德斯科特说，研究成果“将使政策制定者能够充分了解相关情况，决定是否以及如何将全基因组测序纳入未来的新生儿筛查计划并加以推广”。斯科特估计，全基因组测序如果在全英推广，每年将惠及大约3000名新生儿。“新生儿基因组计划”首席临床医生戴维比克说，参与项目的新生儿将尽可能具有代表性，以实现种族多样性。苏格兰、威尔士和北爱尔兰可能稍后加入这一项目。据英国《金融时报》报道，目前英国新生儿在出生四五天时将被采足跟血，以筛查9种遗传病，全基因组测序则将读取新生儿遗传密码中的全部表达。据《科学》报道，一套全基因组测序价格约为1000美元（约合6978元人民币），不过它正变得越来越便宜。据法新社援引斯科特的话报道，这一项目还有助于了解公众对基因组数据终身存储的态度。另外，公司收集到的遗传信息可能用于帮助满足个人未来医疗需求，比如“预测、诊断或治疗疾病”。英国卫生和社会福利大臣史蒂夫巴克利说，基因组学“在革新医疗保健的提供方式方面潜力巨大”。2月10日，在英国伦敦，一名女子佩戴口罩出行。（新华社记者李颖摄）英国卫生部门先前宣布两个基因组研究项目。一个是对多达2.5万名来自非欧洲背景的人展开基因组测序，另一个是评估测序技术，以提高癌症诊断准确率和速度。尽管“新生儿基因组计划”在规划过程中与医学伦理学家协商过，但仍引发多个伦理问题，比如谁将获得研究数据、孩子父母是否会产生不必要的担心等。英国盖氏与圣托马斯国民保健制度信托基金临床遗传学家弗朗西斯弗林特说：“使用全基因组测序筛查新生儿是迈向未知的一步。在科学和道德都准备好前，我们绝对不能急于使用这项技术。”