2008年,Pacific Biosciences公司预计,五年后,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。说实话,第一次看到这则新闻时,我们心中保存疑惑。然而现在看来,这并非“不可能的任务”。
举个例子,仅仅是为了说明新一代测序技术发展之快。在日新月异的测序技术面前,任何预测都显得过于保守。尽管如此,生物通还是与您一起大胆展望一下明年的测序动向。
近几年,第三代测序技术迅速崛起,吸引了不少眼球。今年初,Pacific Biosciences将正式发布新试剂,PacBio RS测序仪的读长将达到3000 bp。另外,纳米孔技术也解决了不少技术障碍,如设计大小合适的纳米孔、控制DNA分子穿孔的速度等,因此2012年也许是第三代测序的天下。
去年3月,Oxford Nanopore Technologies公司揭开了其纳米孔测序平台的神秘面纱,让我们看到了GridION的原型。快速、单分子、无需成像、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。今年,也许商业化的纳米孔测序平台就会上市,让新一代测序市场的竞争更加白热化。
2012年,随着测序成本的进一步下降,个人基因组测序将会显著增加。这一趋势将协助研究人员更好地了解遗传变异,并更深入地了解癌症等复杂疾病。去年,新一代测序技术已经让一些患者受益,预计今年会更多。
数据分析是个老生常谈的问题。从新一代测序出现伊始,测序产生的海量数据就为后续的分析与储存带来了巨大的挑战。北京基因组研究所预计,2012年将会产生数千TB数量级的数据。尽管数据存储能力和计算能力在发展,全基因组装配的时间下降了,但测序仪产量还是遥遥领先于我们分析和阐释数据的能力。
之前有专家预测,尽管千元基因组目标的实现指日可待,但对于测序后的数据分析,则可能还要再加两个零。基因组分析仍是一个多学科的任务。为了评估一位病人的基因组,需要生物学家、计算机专家、遗传学家、病理学家和医生来共同参与。
预计在2012年,大型基因组中心将它们的精力集中在人类遗传学和临床应用上,数据分析和阐释将会有所改善。然而,问题也不可能在短时间内解决,革命尚未成功,专家仍需努力。
目前,测序市场正呈现百花齐放的景象。新一代测序硕果累累,单分子测序含苞怒放,然而,2012年还可能涌现出一些全新的测序技术,为我们带来更快更高产量的基因组测序。
我国自主研发的高通量测序仪BIGIS-4系统在去年已经投入了试运行,并完成了海洋中温菌(Glaciecola mesophila)的基因组测序工作。也许,今年我们就能看到BIGIS-4的全面商业化,让更多的国内实验室受益。
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