生物通報(bào)道：隨著HiSeq X Ten的發(fā)布，測(cè)序巨頭Illumina進(jìn)一步鞏固了它的江湖地位。

一月十四日Illumina的CEO Jay Flatley宣布，該公司將推出新系統(tǒng)HiSeq X Ten，該系統(tǒng)“只需$1,000就可完成全覆蓋的人類基因組測(cè)序”。Nature網(wǎng)站特別發(fā)文，幫你解讀即將到來的千元基因組時(shí)代。

我們以前也聽到過類似的千元基因組宣言。是不是早就實(shí)現(xiàn)了呀？

其它公司也曾宣稱自己的產(chǎn)品能夠?qū)⒒�因組測(cè)序的成本降到一千美元以下，例如Ion Torrent測(cè)序平臺(tái)的制造者Life Technologies公司，以及測(cè)序新秀Oxford Nanopore公司。然而，實(shí)際上這些技術(shù)還難以實(shí)現(xiàn)這樣的承諾，千元基因組被證明仍是根難啃的骨頭。

千元基因組為何這么重要？

人們首次測(cè)序人類基因組花了將近三十億美元。不過，隨著測(cè)序成本的大幅下降，醫(yī)生們已經(jīng)開始在患者基因組序列的幫助下進(jìn)行更好的治療。但是對(duì)于科學(xué)家們來說，可能需要測(cè)序百萬人的基因組，才能真正理解基因?qū)�疾病的影響，更好的開發(fā)治療藥物，實(shí)現(xiàn)個(gè)性化醫(yī)療的真正突破。要進(jìn)行如此大規(guī)模的測(cè)序研究，就需要基因組測(cè)序成本降到一千美元以下。

HiSeq X Ten能干什么？

HiSeq X能夠在三天時(shí)間內(nèi)生成1.8 terabases的數(shù)據(jù)，相當(dāng)于16個(gè)人類基因組。據(jù)Illumina介紹，每臺(tái)HiSeq X Ten每年將能夠測(cè)序18,000個(gè)人類基因組。每個(gè)基因組都能夠達(dá)到覆蓋度30x的金標(biāo)準(zhǔn)，這意味著每個(gè)堿基平均被讀取三十次。我們這里談的可是整個(gè)人類基因組，而不是僅指蛋白編碼區(qū)域或者外顯子組。

這有什么大不了呢？

一些基因組研究者們將這一技術(shù)稱為一個(gè)里程碑�！斑@是可以與望遠(yuǎn)鏡或微處理器相提并論的重要成就，”冷泉港實(shí)驗(yàn)室的定量生物學(xué)家Michael Schatz說�！耙苍S之前人們還在懷疑，基因組測(cè)序是否能使平頭百姓獲益。但以這樣的價(jià)格和測(cè)序效率，我們的答案絕對(duì)是肯定的。”

這就是說人人都能隨便測(cè)個(gè)基因組唄？

很可惜，答案是否定的。HiSeq X Ten系統(tǒng)至少由十個(gè)HiSeq X系統(tǒng)組成，總價(jià)至少要一千萬美金。很少有人的樣本量能與如此大的投資向符。“如果能玩得起，這還是個(gè)不錯(cuò)的交易，” Broad研究所的Chad Nusbaum說，該研究所隸屬于MIT和哈佛，是已經(jīng)登記購買HiSeq X Ten的三個(gè)用戶之一。

Illumina真能實(shí)現(xiàn)千元基因組么？

盡管已經(jīng)非常接近，但HiSeq X Ten可能還無法立刻把測(cè)序人類基因組的成本降到1,000美元以下。Flatley是這樣分解HiSeq X Ten的測(cè)序成本的：儀器運(yùn)行所需的試劑成本（$797/基因組），儀器的折舊成本（$137/基因組），技術(shù)人員準(zhǔn)備樣品進(jìn)行測(cè)序的工資（$55‒65/基因組）。但他忽略了研究中心的日常開銷，例如運(yùn)行儀器所需的電費(fèi)。

Illumina是怎么做到的？

據(jù)Illumina的Christian Henry介紹，在HiSeq 2500系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，HiSeq X進(jìn)行了四大改進(jìn)。HiSeq 2500采用的是流動(dòng)槽（flow cell），DNA模板附著其上以便進(jìn)行測(cè)序。該系統(tǒng)對(duì)DNA進(jìn)行熒光染料標(biāo)記，并通過相機(jī)對(duì)其成像，最后進(jìn)行圖像分析。

HiSeq 2500中的DNA模板隨機(jī)分散在流動(dòng)槽上，而HiSeq X采用的是有序的“nanowell”陣列。這意味著模板可以更為密集，儀器的每次運(yùn)行可以產(chǎn)生更多的數(shù)據(jù)。Illumina還加強(qiáng)了相同DNA模板的聚集，以進(jìn)一步提高測(cè)序速度。另外，該系統(tǒng)還整合了更快速的相機(jī)和新的聚合酶。

這對(duì)測(cè)序市場(chǎng)有何影響？

HiSeq X Ten的發(fā)布無疑會(huì)對(duì)華大基因BGI產(chǎn)生不小的影響。BGI一直希望成為測(cè)序服務(wù)的巨頭，去年他們收購了提供外包基因組測(cè)序的Complete Genomics公司。Nusbaum估計(jì)，BGI將有能力能為客戶提供低至一千美元的基因組。

昨天Flatley還發(fā)布了一款新的臺(tái)式測(cè)序儀NextSeq 500。該儀器價(jià)格約為$250,000，與Ion Torrent的臺(tái)式測(cè)序儀相當(dāng)（Ion Proton），似乎有意與其一爭(zhēng)高低。據(jù)稱Oxford Nanopore公司即將上市的新產(chǎn)品，不僅能以低廉的價(jià)格快速測(cè)序人類基因組，還可以實(shí)現(xiàn)微生物的宏基因組測(cè)序。而Illumina暫時(shí)還沒能推出類似的技術(shù)。

我們可以看到，HiSeq X Ten進(jìn)一步鞏固了Illumina在中高端測(cè)序市場(chǎng)的地位。但科學(xué)家們?nèi)栽诳释�有一臺(tái)低成本儀器，能夠快速實(shí)現(xiàn)所有的測(cè)序應(yīng)用。

（生物通編輯：葉予）

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