Part1 测序平台的发展历程

 

 

1865年，Sanger提出的双脱氧末端终止测序法（一代测序技术）后对于基因序列测定方法具有极大的推动作用。随后为了弥补一代测序通量低的缺点，通量更高的二代测序技术以及读长更长的三代测序技术迅速发展起来。在此小翌为大家整理了从一代到三代测序平台以及有代表性测序仪器的发展历程。

图1. 测序平台的发展历程

 

Part 2 二代测试的风华年代

 

 

各大公司对于二代测序市场的竞争是相当激烈的，目前在市场中占有稳固地位的主要是Illumina、MGI（华大智造）以及Life Technologies的Ion Torrent（现隶属于Themo Fisher公司）。下面我们对这三大测序平台以及仪器进行简单的梳理和介绍。

 

独占鳌头——Illumina

 

Illumina公司创立于1998年4月，主要是以销售微阵列芯片为主。2007年Illumina迎来了转折点。Illumina以6亿美元收购基因测序公司Solexa，从此进军测序领域。依托于Solexa的基因测序技术推出了Illumina HiSeq-2000，并以此在测序市场站稳了脚。

目前，Illumina作为全球最大的基因测序制造商，占全球70%以上的市场份额。如Illumina MiniSeq和Illumina MiSeq台式系列测序仪以体积小、中通量等特点适用于微生物全基因组测序、靶向基因测序以及miRNA等测序场景（详细测序仪信息如图）。而以Illumina HiSeq为代表的大型测序平台有着高通量、适用于大型全基因组学等特点。

图2.Illumina平台测序仪一览

 

二代测序之父的再创之作——Life Technologies Ion torrent

 

二代测序之父即Roche 454测序平台的发明者Jonathon Rothberg在离开罗氏诊断之后创立了自己的公司并于2010年推出首台基于半导体测序原理的测序平台Ion Torrent。Ion Torrent延续了454测序平台的部分血统，以油包水PCR为碱基信号的放大单元。Ion Torrent不需要昂贵的物理成像设备，成本相对较低。同时Ion Torrent平台操作更为简便，整个上机测序可在2～2.5h内完成。其缺点在于芯片的通量不高，适合小型基因组和外显子验证测序。该测序平台先后推出Ion Torrent PGM、Ion Torrent Proton以及Ion Torrent S5以弥补该测序平台在测序通量上的不足（详见图3）。

图3. LifeTechnolgies平台测序仪一览

 

后起之秀——MGI测序平台（华大智造）

依托人类基因组计划，1998年华大基因前身中国科学院遗传研究所人类基因组中心成立。华大基因的成立奠定了中国在基因组学研究领域中的领先地位，华大基因致力于人类健康服务事业和科技应用领域的发展。2010年，华大购入Illumina HiSeq测序仪，成为全球测序通量最大的基因组中心。华大基因于2013年成功收购Complete genomics。依托CG公司测序平台原理并对其进行优化与改进并推出了高通量测序仪MGISEQ-2000以及MGISEQ-200，从此MGI测序平台跻身于世界测序市场。

图4. MGI平台测序仪一览

 

Part 3 测序后浪三代强，二代死在沙滩上？

 

 

随着基因检测技术的不断发展，肿瘤早诊早治和精准治疗从以往遥不可及的梦想慢慢照进现实。与此同时，临床的真实需求呼唤着检测手段向着更精准、更灵敏、周期更短、成本更低的目标不断迭代和更新。因此三代测序技术应运而生，Pacific Biosciences，Oxford NanoPore Technology、Ontera以及GeneMind（原瀚海）等公司先后推出第三代测序仪。Pacific Biosciences 公司的PacBioRS II使用单分子测序技术，具有长读长（平均读长达10Kb）、高产出、高一致性准确度以及均匀覆盖度等优势。Oxford NanoPore Technology 公司推出的采用纳米孔测序技术的MinION测序仪除了具有更长的读长外还能够进行碱基修饰和结构变异的检测、进行实时监控。GeneMind（原瀚海）公司推出以单分子荧光测序技术的测序仪GenoCare 1600是唯一一个被用于临床的测序平台。但三代测序技术也存在很多缺点如测序随机错误率高、应用时间短等，而在技术优化、自动化工艺的发展远不及二代测序平台。目前市场上主要的应用还是以二代测序平台为主。

图5. 三代测序仪一览

翌圣长久以来一直对高通量技术保持高度关注，并集中在基因组学和生物信息学等领域、有丰富经验的科学家成立了高通量测序相关产品的研发团队。目前我们已经拥有高通量测序上游样本文库制备的产品线，不仅可以向高通量测序用户提供性价比高的建库产品和完整的样本建库方案，同时还可以根据客户需求定制化开发测序相关产品。

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