从1953年DNA双螺旋结构发现至今,基因测序行业经历了从理论奠基到万亿市场的跨越,关键拐点包括1977年Sanger测序法诞生、2001年人类基因组计划完成、2014年华大智造收购Complete Genomics实现国产突破,以及2022年单例测序成本降至100美元,推动行业进入爆发前夜。

理论奠基与技术起点

1953年,詹姆斯·沃森和弗朗西斯·克里克提出DNA双螺旋结构模型,随后克里克提出中心法则,确立了遗传信息的流动方向。这为基因测序奠定了理论基础。1977年,桑格(Sanger)开创的双脱氧链终止法测定了首个基因组序列——噬菌体phiX-174,全长5375个碱基,标志着第一代测序技术的诞生。第一代测序读长可达1000bp,准确性高达99.999%,但成本高、通量低,限制了大规模应用。

人类基因组计划与NGS商用

1990年启动的人类基因组计划(HGP),以改进的Sanger法为基础,于2001年完成首个人类基因组草图,总费用30亿美元。该计划与曼哈顿原子弹计划、阿波罗计划并称三大科学计划。2005年后,高通量测序技术(NGS)登场,可一次对几百万到几十亿条核酸分子进行并行测序,使测序成本以“超摩尔定律”速度断崖式下跌。2001年人类全基因组测序成本约1亿美元,到2015年已降至约1500美元。

国产突破与百美元时代

2014年,华大智造收购Complete Genomics,成为基因测序上游国产化的关键拐点。2023年2月,华大智造发布超高通量测序仪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。至此,基因测序成本从30亿美元降至100美元,中下游应用爆发潜力显现。

常见问题

基因测序的成本下降有多快?

根据美国国家卫生院数据,人类全基因组测序成本从2001年的约1亿美元,降至2022年的100美元左右,下降速度远超摩尔定律,被称为“超摩尔定律”。

第一代测序技术还能用吗?

第一代测序技术(Sanger法)因准确率几乎100%,在单基因病的基因诊断和产前诊断中仍广泛使用,但已不适用于大规模基因组测序。

华大智造在行业中的地位如何?

华大智造是基因测序上游的重要参与者,其2023年发布的DNBSEQ-T20×2实现了单例成本低于100美元,与Ultima Genomics共同将测序成本推进到百美元级别。

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