生物通報道：自從哈佛大學遺傳學家George Church和454 Life Sciences公司Jonathan Rothberg掀起二代測序NGS的革命以來，已經過去了將近十年。毫不夸張地說，這段時間以來NGS技術已經發生了翻天覆地的變化，在測序通量突飛猛進的同時，測序成本直線下降。

想當年454 Life Sciences公司測序580-kb的細菌基因組，需要四小時的工作循環。而今年一月份Illumina公司發布的HiSeq X™ Ten測序系統，能夠以千元成本測序完整的人類基因組，最多每天能測序600 billion bp。（詳見：Nature解讀：千元基因組真的來了？）

如今，二代測序技術給生命科學領域帶來了徹底的改變。而NGS領域本身也在經歷著某種意義上的變革。正因如此，基因組學Archon X獎（Archon Genomics X Prize）不得不于去年八月宣布取消，因為測序成本的直線下降已經使競賽變得毫無意義。

Church的團隊是該競賽僅有的兩只報名隊伍之一，他認為參賽者們是否能夠完成競賽任務還很難預料。但無論如何，既然競賽已經啟動，總得讓人家比完吧。

言歸正傳，二代測序領域的2013年既忙碌又喧囂，在開年之際讓我們對這一領域發生的最新進展做個小結吧。

454 Life Sciences

去年十月，454 Life Sciences宣布將于2016年中旬逐步淘汰其焦磷酸測序儀器，GS Junior和GS FLX+。據該公司介紹，從擴展性和成本角度看，454平臺作為首個商業化的NGS系統已經基本上走到盡頭，很難再對其進行升級和改良。Roche的Beth Button指出，公司正在尋求新的測序合作伙伴。2013年9月，該公司宣布與昔日的競爭對手Pacific Biosciences合作，擬基于PacBio公司的SMRT技術進行診斷產品的開發。

Illumina

今年一月Illumina公司發布了兩個以Solexa測序技術為基礎的新測序平臺，HiSeq X Ten和NextSeq™ 500。

據該公司的新聞稿介紹，定價$250,000的臺式NextSeq 500兼具了樣品制備和測序功能。“它按鈕式的操作，可以在許多常見測序應用之間切換。該系統能夠在一天內測序整個人類基因組和多達16個外顯子組。”NextSeq 500運行75個測序循環只需12小時。

HiSeqX Ten系統以10臺儀器為單位銷售，據稱可以實現千元成本的人類基因組測序。該系統現定價1000萬美元，能夠在三天時間內生成1.8 terabases的數據，相當于每天約600 Gb，比HiSeq 2500強十倍。

華盛頓大學的Elaine Mardis表示，HiSeqX Ten系統針對的應該是提供人類基因組測序的服務產業，因為很少有研究機構能用到如此高的通量。“要想實現千元成本，就需要正確的樣本量，”她說。當然，高通量還意味著更為復雜的數據分析。

Mardis的團隊曾作過計算，為了跟上HiSeqX Ten他們可能需要花費八百萬美元在信息學設施上。此外，實現千元成本意味著每年需要測序18,000到20,000個基因組。“我要測序許多腫瘤基因組，”她說。“但數量還遠遠不夠。”

Life Technologies

已被Thermo Fisher收購的Life Technologies擁有兩款NGS平臺，SOLiD和Ion Torrent。據Thermo 的Andy Felton介紹，公司已經將工作的重心放在后者身上。“絕大多數研發工作已經轉移到Ion上，”他說。

目前的Ion PGM系統可使用最新的Ion 318芯片，產出多達6 million 400bp的讀取，也就是說四小時運行的產量能達到2 Gb。而新Ion Proton™使用Ion PI™芯片，能夠產出80 million 200 bp的讀取，即每次運行產量達到10 Gb至14 Gb。

據介紹，今年公司將會推出用于轉錄組測序的新Ion PII芯片，每張這樣的芯片可產出300 million 100bp的讀取，隨著系統改良甚至可能達到200bp。

此外，Life Technologies公司正在研發一種新的聚合酶，Hi-Q。據Felton 介紹，Hi-Q能“顯著提高精確性”，減少90%的插入/缺失誤差。這種酶將于今年的中旬實現全面商業化。

下接：二代測序，新年新總結（下）

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