IC引发基因测序技术革命

IC引发基因测序技术革命

　　进入21世纪，随着生物技术的迅速发展，基因测序得到越来越广泛的应用，有专家预言基因科学产业将成为21世纪最大的产业之一。自1980年英国生物化学家Frederick Sanger与美国生物化学家Walter Gilbert建立了DNA测序技术并获得诺贝尔化学奖以来，在过去的30年间，作为该产业核心的测序技术发生了多次革命性的变革。而于去年诞生的基于半导体技术的个人化基因测序仪，首次提出了“芯片就是测序仪”的理念，打破了传统的基于荧光和照相技术的基因测序占据市场的局面，更是将基因测序变得简单、快速和经济。未来半导体芯片如何进一步推进基因测序技术的普及化、经济化和便利化？日前《中国电子报》记者采访了全球生物技术领域的领导厂商Life Technologies公司CEO Gregory Lucier。

    　基因测序技术进入IC世纪
    　除基础研究外，基因测序还可在生物农业、疾病控制、癌症诊断、食品安全等中应用。

　　很多人会认为基因测序距离我们的生活很遥远，是养在深闺的“阳春白雪”，主要服务高端的基础研究。而事实上它早就深入到人类生活的方方面面，除了基础研究外，在生物农业、疾病控制、癌症诊断、食品安全和水的安全以及刑侦和犯罪调查中，处处可见基因测序的参与。

　　“前段时间人们对中国的微博打拐也许会记忆犹新，全国公安机关打击拐卖儿童妇女犯罪专项行动，寻找失散儿童，其中的一些DNA鉴定设备和试剂盒就来自Life Technologies；我公司的PCR仪器及检测试剂为2008年北京奥运会和2010年世博会上监督食品安全提供了保证；今年6月份欧洲爆发的‘毒黄瓜’事件，德国科学家就是使用我们的产品在很短的时间内检测出肠出血性大肠杆菌疫情的病原，因而得以有效控制疫情发展；谈到今天头号疾病癌症，我们可将DNA测序技术应用到癌症诊断和治疗过程中，医生通过对癌症病人及肿瘤进行DNA分析，对症下药，能够找到最有效的治疗方法；我们可以建立庞大的信息库，用于治疗方案的选择，可以大大提高癌症的治愈率和存活率。半导体芯片能做的还远远不止这些，所列举的仅仅是冰山一角，未来它还会呈现出爆炸式的增长态势。”Gregory Lucier说。

　　Gregory Lucier说：“摩尔定律认为，每一美元所能买到的电脑性能，将每隔18个月翻两倍以上，而在基因测序等生物芯片领域，每隔18个月性能将翻4番，它的进步超越大家所熟知的半导体领域的‘摩尔定律’。”

    　从读取到创造DNA
    　基因测序产业的发展依然面临着价格、速度、普及率、融合等等相关问题的挑战。

　　人类在加速推进生物科技与半导体产业的融合，目前基因测序产业的发展同样依然还面临着价格、速度、普及率、融合等等相关问题的挑战。十年前人类对基因组进行一次测序需要几十亿美元，去年Ion Torrent公司的半导体芯片问世，测序一次只需几千美元，并且第一次提出了“芯片就是测序仪”的理念。早期的基因测序技术对某人进行全基因组测序，再加上之后的数据分析，需要数个月时间才能完成。目前其他二代超高通量的基因测序平台机型进行全基因组测序及分析也需要几个星期或者一个月的时间，而Ion Torrent的芯片能够大大降低基因测序时间。正因为看好Ion Torrent公司的技术，Life Technologies去年花费7.25亿美元收购了这家公司。

　　Gregory Lucier说：“我们当时在决定收购这家公司之前，心里很纠结，为何要收购？花费7.25亿美元对于我们公司来说不是小数目，而且这也仅仅是前期投入，要深入推进这个领域的产业未来还需要非常大的投入。”

　　“但是Ion Torrent确是一个非常有价值的公司，它所拥有的专利在于是人类历史上第一次将化学的信号转化成为数字的信号，通过化学与数字世界的融合，推出了第一款个人化操作的基因组测试仪。在未来1～2年内，Ion Torrent将可以帮助我们在两小时之内、1000美元的费用之下，实现人类基因组的读取。”Gregory Lucier说，“我们正在大力发展将两个业界融合起来的技术，而推动两个业界的融合使得我们公司发生很大变化，我们原来熟悉的领域是生物与化学，现在我们拥有了很多顶尖的芯片设计师，而这些设计师昨天还有可能是为苹果工作。我们的供应商也发生了变化，包括大型的芯片制造商。”

　　Life Technologies于2008年11月，由美国英杰公司(Invitrogn和美国应用生物系统公司 (Applied Biosystems)合并而成，前英杰公司是为多种应用平台提供试剂和耗材的供应商，前应用生物系统公司是提供基因测序、基因组和细胞分析产品的供应商，合并之后成为一个专注于生命科技解决方案的公司，方案应用于学术研究、新药开发、毒物学和法医学、疾病诊断、临床细胞疗法和再生生物学以及生物制剂的生产等领域，目前在美国90%的实验室使用该公司的产品。