中心法则作为全球生命科学共同体的基石理论,确立了遗传信息从 DNA 经 RNA 流向蛋白质的基本规律,而基因测序正是将这一规律“代码化”的关键技术。在当今全球基因测序格局中,中国处于“应用端领先、设备端追赶”的独特位置:一方面,中国在测序数据产出和下游应用领域位居世界前列;另一方面,在核心设备端,华大智造等中国企业已打破海外垄断,跻身全球测序仪市场的重要参与者。

从中心法则到基因测序的产业化

中心法则确立了遗传信息的流动方向——DNA 通过转录产生 mRNA,mRNA 作为模板翻译产生蛋白质,进而调控生物性状。带有遗传信息的 DNA 片段就是基因。人类 DNA 共有约 30 亿对核苷酸,其中约 2% 能够编码 RNA 或蛋白质,构成 20000~25000 个编码基因。

基因测序(DNA Sequencing)就是把目标 DNA 片段的 ATCG 排列顺序测出来的技术,是把人和生物代码化的过程。从 1975 年桑格开创第一代测序技术,到高通量测序(NGS)实现几百万到几十亿条核酸分子的并行测定,基因测序的通量和成本以“超摩尔定律”的速度发展。人类全基因组测序成本从最初以亿美元计,已降至单例低于 100 美元的水平,这为行业大规模应用铺平了道路。

中国在全球基因测序格局中的位置

回顾历史,中国科学家在人类基因组计划中承担了 1% 的工作量,这是中国参与全球生命科学共同体的重要起点。此后,中国在基因测序领域逐步形成了独特的全球位置:

维度中国的位置
应用端测序数据产出量位居世界前列,下游应用蓬勃发展
设备端华大智造等企业打破海外垄断,跻身全球测序仪重要厂商
上游核心部分核心原料与高端仪器仍依赖进口

在设备端,华大智造发布的超高通量测序仪 DNBSEQ-T20×2 每年可完成高达 5 万例人全基因组测序,单例成本低于 100 美元,创造了全球基因测序仪通量的新纪录,为行业构筑了“超级测序工厂”。在将基因测序成本推进到 100 美元的过程中,华大智造与 Ultima Genomics 是重要的推动者。

常见问题

中国在基因测序设备领域处于什么水平?

中国在测序设备端已实现重要突破。华大智造的超高通量测序仪 DNBSEQ-T20×2 创造了全球基因测序仪通量的新纪录,单例测序成本低于 100 美元,使中国企业在全球测序仪市场成为不可忽视的重要参与者。

中国在基因测序应用端表现如何?

中国在基因测序应用端处于全球领先梯队,测序数据产出量位居世界前列。基因测序技术在基础生物学研究、医学诊断、法医生物学等领域的应用在中国发展迅速,中下游应用企业呈现爆发性增长态势。

中国基因测序产业链还有哪些短板?

尽管中国在设备端和应用端进展显著,但上游核心原料与高端仪器仍部分依赖进口。这意味着中国虽已跻身全球基因测序格局的第一梯队,但在产业链最上游的自主可控方面仍有提升空间。