基因测序应用领域(翻开生命的天书)
基因测序技术你了解吗?业内人士称其为下一个改变世界的技术,是阅读生命“天书”的技术。
简单来说,基因测序就是检测构成基因的ATCG四种碱基的排序顺序。正是这四种碱基排列组合的顺序不同,造成了包括人在内每一个生物的差别。正常人类有30亿个碱基对,哪怕其中一个碱基排序不同,都有可能会造成人高矮胖瘦等各种特征的不同,而其中一些序列的缺失或者变异,也是造成很多疾病的根源之一。
基因测序技术能锁定个人病变基因,通过分析测定人的基因序列,预测其罹患各种疾病的可能性,从而提前预防和治疗。
北京龙基高科生物有限公司是中关村示范区一家专注整套基因测序系统研发的企业,自主研发了测序芯片、测序试剂盒以及测序仪,立志打造基因测序行业的“中国芯”。在近日举办的2020中关村国际前沿科技创新大赛病毒检测技术专场决赛上,龙基高科在众多参赛企业中脱颖而出,获得该领域TOP10榜单第三。
关于龙基高科:
龙基高科专注基因测序芯片、测序试剂盒、高通量测序仪等核心技术的研发,是全世界为数不多的拥有基因测序上游核心技术的公司之一。龙基高科团队研发的测序芯片和测序试剂,填补了我国在此领域的技术空白。
填补技术空白,基因测序业的“黑马”
基因是所有生命体的源代码,基因测序技术主导着整个生命科学产业的发展。
近年来,基因测序市场增长迅速。2019年,全球测序市场已突破1000亿元。据预测,2020年仅针对新冠病毒的检测市场就将超过500亿元。随着测序成本的降低和基因技术在疾病筛查、治疗、身份识别等领域的普及,测序市场将有望迅速突破万亿元规模。
基因测序技术在肿瘤早期筛查、生殖健康(无创产前筛查、植入前胚胎检测)、细菌和病毒等微生物鉴定、遗传病筛查、疾病风险、药物研发、基础研究等领域有广泛的应用。
我国是测序大国,然而上游技术端却被国外公司牢牢把控。基于SBS(边合成边测序)和桥式PCR的方法是国际上最先进的技术路线,由测序仪、测序芯片和测序试剂盒三大模块组成,其中测序芯片和测序试剂盒技术门槛最高。
关于SBS测序原理:
SBS(Sequencing-By-Synthesis)测序技术是通过利用单分子阵列实现在小型芯片(Flow Cell)上进行桥式PCR反应,新的可逆阻断技术可以实现每次只合成一个碱基,并标记荧光基团,再利用相应的激光激发荧光基团,捕获激发光,从而读取碱基信息。
SBS测序原理示意图
龙基高科经过多年的技术攻坚,在芯片和试剂上取得了重大突破,成功独立研发出中国首个以SBS为原理的高通量测序平台。测序试剂盒经测试,准确率超99%,满足临床测序需求。并且,龙基高科拥有该产品自主知识产权,在第三方平台上检测数据与进口产品完全一致。
成本降半,让老百姓做得起基因测序
SBS是龙基高科重点深耕研究的技术领域。在基因测序领域中,这一技术具有高通量特点,适合大片段、全基因测序并且准确率极高。其中,测序芯片、测序试剂盒是这一新技术中的核心。
龙基高科自主研发的测序芯片可以测一个或多个样本的混合物,实现大视野下的快速扫描;自主研发的测序仪上机用反应试剂,由三十多种试剂和酶组合而成,是基因测序的最核心技术模块,已经完成全套测序试剂盒的开发,对照实验数据达到了国际先进同等水平;自主研发的测序仪已完成内部测试平台搭建,样机开发工作也已初步完成。
龙基高科自主研发的测序平台具有灵敏度高、准确率高的特点,可以快速出结果,性能稳定。并且仪器仅有电脑笔记本大小,携带方便。
目前测序芯片、测序试剂等上机耗材是基因测序仪器制造商最主要的收入和利润来源。一直以来,进口耗材长期被国外企业垄断,高昂的进口成本是国内基因测序成本高的主要原因。
“以国外某公司为例,其上机试剂耗材的总营收入占比在60~70%之间。因此,这也决定了目前‘一超多强’的测序试剂是排他、一次性、专机专用的试剂耗材,目前这块蛋糕是绝不愿意与他人分享的。”龙基高科CEO赵光磊说。
龙基高科通过核心技术攻关,自主研发的测序芯片和测序试剂不但可以解决这一问题,还可以更加方便地应用于医学基因检测,把基因测序的价格降到老百姓负担得起的价位。
“一般去医院做基因检测项目都得上万元左右,如果采用龙基高科国产试剂和芯片,这个价格能降下一半左右。”赵光磊说。
打造基因测序行业的“中国芯”
龙基高科成立于2015年,是首批中关村前沿科技企业,在中关村生命科学园和美国圣地亚哥有两个研发中心,联合国内外多个著名高校以及科研机构进行技术的研发和创新。
赵光磊介绍,基因测序行业繁荣的背后,隐疾始终无法根除。基因测序上游的测序仪器、配套芯片、测序试剂是全产业链中利润最为可观、技术壁垒最高的一环,关系到整个产业链的自主发展。由于长期缺少世界先进的基因测序技术,特别是核心技术,我国本土测序产品无法和进口产品形成有力抗衡,测序市场上游设备端目前依旧被测序寡头垄断。
龙基高科一直以打破寡头垄断为目标,以新一代高通量测序试剂和芯片为技术核心,专注新一代高通量基因测序仪技术的研发和创新,以及基于测序结果的大数据分析和临床应用。
赵光磊表示,龙基高科有望在短期内实现包括测序仪在内的全套测序平台的商业化,在此领域达到甚至超越国际最先进水平,打破外国公司长期的垄断局面,全面降低整个行业的测序成本。
“我们会继续深耕核心技术的研发,在基因测序产业链最顶端打造核心竞争优势,降低中下游企业基因测序成本,促进我国精准医疗产业快速健康发展。”赵光磊表示,龙基高科将继续关注生命科学领域核心技术,以打造基因测序行业的“中国芯”为使命,为中国生命科学研究市场提供最先进的工具和平台。
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