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第四代基因测序技术有望走进寻常百姓家

  本报讯(融媒体中心 许淑芳)近日,2023年“科创中国”系列榜单遴选结果发布,北京普译生物科技有限公司(以下简称普译生物)凭借“生物纳米孔基因测序”技术上榜先导技术榜——生物医药领域。“生物纳米孔基因测序”是一种什么样的技术?它的出现将对行业带来哪些影响?记者进行了采访。

  “生物纳米孔基因测序是第四代基因测序技术,是一种以检测电流信号变化为基础,单分子、实时、超长读长测序技术。”普译生物创始人、董事长黄亿华介绍,纳米孔测序检测的是带负电的核酸样品,在电场力的作用下通过纳米孔道时,由于对离子流动产生阻碍作用而引起通道电流的变化,这些阻碍电流的变化反映了DNA上碱基序列的信息。因此,可以通过检测DNA过孔时的阻碍电流变化对DNA序列进行测定。

  与其他测序技术相比,纳米孔测序技术在测序流程、测序读长、便携性和环境依赖性等诸多方面都展现出其他测序技术无可比拟的优越性。“比如,其测序仪主机可以做到像U盘一般大小,通过USB接口与电脑连接即可运行,对运行环境及配套资源依赖程度低。”黄亿华介绍,这让基因测序过程变得简单、快速和便携,未来有可能走进每一个实验室,每一家医院,甚至每一户家庭,也可以在野外、轮船和太空进行,而不是像现在基因测序往往需要一个测序服务平台来帮助完成。

  此外,由于纳米孔测序为直接测序,可以检测按顺序通过纳米孔的核酸序列,测序读长可以达到几十万甚至上百万个碱基,克服了目前使用最普遍的二代测序技术测序读长短的缺点。同时纳米孔测序也是可对碱基修饰和RNA直接测序的技术,这个优势为RNA病毒的快速检测提供新的手段。

  尽管纳米孔测序技术在基因测序领域的优势十分突出,但该领域的参与者相对较少,为什么?这是由于纳米孔测序自带“多学科交叉”的高技术壁垒属性。黄亿华介绍,“最难的是纳米孔的发现及其蛋白质工程化改造和测序性能的提升,这决定能不能测序以及测序的准确度和测序通量。其次,人工膜的稳定性与优化决定了产品的稳定性和测序通量以及测序的成本。”经过艰苦寻找、实验验证和协作攻关,普译生物以极高的效率成功开发出纳米测序仪产品。

  今年年初,普译生物PolyseqOne测序仪以及PolyseqCell芯片和PYDNA101、PY-DNA201两款试剂盒已完成开发并推出。“此次能够上榜‘科创中国’榜单体现了中国科学技术协会对我们团队研发成果的认可,对纳米孔测序技术的认可,也是对生命科学底层技术的关注和对创新性技术的认可。”黄亿华表示,普译生物将持续优化纳米孔测序技术,在提高测序准确率、增加测序通量、延长芯片使用寿命、简化测序步骤、降低测序成本等方面发力,以这些核心技术作为基础,不断完善团队组织结构,提高研发效率,推出更优秀的产品。

  据悉,目前普译生物还有多款测序仪及配套的芯片和试剂正在研发中,预计将于今年下半年发布更高通量、多芯片版本的纳米孔测序仪PolyseqHive,配套的多款测序试剂盒也将同期发布。

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