英國牛津納米孔公司亮相的比手掌還小的測序儀。
■本報記者 劉丹
2008年，太平洋生物技術公司曾預計，5年後，個人基因組的測序將在15分鐘內完成，費用低於1000美元，人人都可以消費得起。這種說法當時被許多人認為是「不可能的任務」，然而這個預言或許將被提前實現。
近日英國牛津納米孔公司（Oxford Nanopore Technologies）發布公告稱，計劃本年將其納米基因鏈測序技術商業化。這項技術使得平常需要複雜儀器來完成的DNA測序變得高速而廉價。
牛津納米孔公司同時宣布將推出一款最新測序儀產品——U盤大小，基於新一代DNA測序技術，且價格在900美元以下。消息一出，幾個相關的「第三代」測序公司如Life Tech和Illumina等股票隨即應聲下跌。
倘若實現將成為全球第一個投放納米孔測序儀到市場的企業，這將對現有基因測序市場格局造成強勢衝擊。
角逐「第三代」
近些年來，基因測序領域發生的翻天覆地式的變化讓所有關於技術與產業發展的預測都顯得過於保守。
過去一兩年中，基因測序領域產品與技術的更新換代幾乎讓業界人士難以適應——幾乎每個月都有新品上市。先是Life Tech的Ion PGM，緊接著是Illumina的MiSeq。這下，第三代測序公司英國牛津納米孔也不甘落後。而他們宣稱即將實現商業化的納米測序技術，對於基因測序領域將具有重大意義。
自20世紀70年代，弗雷德·桑格爾發明基因測序技術以來，基因測序技術突飛猛進，測序時間明顯縮短，成本大幅下降。目前，世界領先企業及實驗室已經開始在第三代基因測序技術上展開競爭。2009年，基於納米孔的單分子讀取技術，牛津納米孔公司成功研發出第三代基因測序技術。
10多年來，研究人員一直在致力於研究納米孔測序，它可以直接讀取長的不用處理的DAN鏈，原理就是：當DNA分子穿過一個設有探測器的納米級小孔時，識別出序列中的每個鹼基。
「這項技術的原理好比吃麵條，抓住一頭一吸，從頭讀到尾；而現有的高通量技術則有點像吃米飯，一粒粒的很短，需要讀很『深』才能避免出錯。」華人生物學家韓健告訴《中國科學報》。
「這個技術的好處是分析幾個細胞的基因組，像抽蠶絲一樣，把一根DAN分子通讀一下，得到比較完整的全基因組序列。所以他們拼的不是通量，而是長度和精確度。同時，他們的好處是對標本要求比較低、價格低、速度快、體積小。」韓健說。
而同期，加入到「第三代測序」角逐中來的還有IBM公司。IBM亦宣布其採用了一種基於「DNA電晶體」的技術，有別於牛津納米孔公司的生物納米孔方法。
麵條還是米飯？
快速、單分子、無須成像、前所未有的擴展性，這些特徵彰顯出納米孔測序的巨大潛力。即將商業化的納米孔測序平臺，將讓新一代測序市場的競爭更加白熱化。
在基因測序儀器裝備上，美國宣稱要在2013年推出第三代基因測序儀，日本和歐洲也有相關的研發計劃。2009年12月，中科院與浪潮集團宣布聯手共同研製國產第三代基因測序儀，並計劃在3年內問世。如若成功，將有望緩解目前國內研究所使用的基因測序儀完全依賴進口、價格昂貴的窘境，並填補我國在基因測序基礎裝備領域的空白。
我國自主研發的高通量測序儀BIGIS-4系統已於去年投入了試運行，並完成了海洋中溫菌的基因組測序工作。業內普遍期待BIGIS-4的全面商業化，讓更多的國內實驗室受益。
在韓健看來，第三代測序平臺的商業化對於科研工作者而言絕對是利好消息，可是對類似華大那樣靠技術平臺提供測序服務的公司來說無疑又是一場挑戰。「這種『破壞性』新技術的出現總能引發行業重新洗牌。」韓健說，「不過第三代測序一定也有他們的問題，還有兩三年的緩衝期。」
「牛津納米孔的新產品也不是萬能的。」韓健說，「不是每個全新的技術平臺都能完美地替代前一代的產品。就如Ion Torrent不能取代454和HiSeq一樣。有的客人喜歡吃米飯，有的就喜歡麵食，生物技術也是如此。不能盲目崇拜某個平臺，要學會冷靜，清醒地分析不同平臺的優缺點，找到自己介入和發揮的機會。」
《中國科學報》 (2012-02-21 B1 生物周刊)