在单分子测序的两条技术路线中，Oxford Nanopore Technologies（ONT）的Nanopore技术依靠改造蛋白通道构建蛋白纳米孔，将其置于人造膜上并施加电压差产生电流，由motor蛋白牵引DNA或RNA进入纳米孔，DNA解链成单链后，不同碱基通过时产生不同的电流变化，再借助模式识别算法读出碱基序列。这套“蛋白孔+马达牵引+电流识别+算法解码”的组合，正是ONT区别于PacBio荧光路线的核心技术壁垒所在。

两条路线，两种识别逻辑

单分子测序可根据碱基的荧光信号或电流阻断来识别碱基序列，对应PacBio技术与Nanopore技术两条路线。

  • PacBio路线：利用荧光标记不同碱基，与待测序列、DNA聚合酶一起放入纳米孔底部。每个纳米孔只允许一条DNA模板进入，模板与聚合酶结合后，加入4种不同颜色荧光标记的dNTP，通过荧光信号时间的不同识别碱基序列。
  • Nanopore路线：通过改造蛋白通道形成用于核酸检测的蛋白纳米孔，将其置于人造膜上，对膜两侧施加不同电压差，纳米孔产生电流。当motor蛋白牵引DNA或RNA到纳米孔，DNA解开成单链，单链通过纳米孔时不同碱基导致不同电流变化，记录电流变化并用模式识别算法确定碱基序列。

两条路线都实现了对每一条DNA分子的单独测序，无需PCR扩增，但识别物理量截然不同：一条读“光”，一条读“电”。

壁垒为何落在motor蛋白牵引机制上

Nanopore路线的难点并不只在“有一个孔”。蛋白纳米孔需要被改造以用于核酸检测，并稳定地置于人造膜上、在电压差下维持可测量的电流；而motor蛋白负责牵引DNA或RNA进入纳米孔，并让DNA解链为单链、控制单链通过纳米孔的过程。碱基差异最终表现为电流变化的差异，再交由模式识别算法解码。

这意味着壁垒是系统性的：蛋白孔的改造、motor蛋白的牵引控制、膜与电压体系的稳定性、电流信号的解析算法，需要协同成立。任一环节的精度不足，都会影响序列读出的可靠性。相比荧光路线依赖光学标记与聚合酶反应，这条电流阻断路线把核心能力沉淀在蛋白工程与电信号解析上，形成了差异化的技术积累方向。

格局：长读长赛道多方入局

长读长测序（三代测序）正受到各方关注。2023年初，国际顶级期刊Nature Methods将长读长测序评选为“2022年度最佳技术”，众多科学家相信“Long-read sequencing is the future”。

产业端，除ONT与PacBio外，illumina在收购PacBio失败后，于2022年初宣布将推出自己的长读长产品Infinity，外界普遍猜测其将采用合成长读长测序的变通方式；华大智造、Element Biosciences、Ultima Genomics也计划或已开始布局长读长测序领域。国内方面，专注纳米孔长读长测序的齐碳生物在2022年完成7亿元C轮融资。三代测序的临床应用转化同步推进，据官网信息，截至2022年底，贝瑞基因累计服务三代测序检测样本量突破10万人份，服务终端客户超过1500家。

常见问题

ONT的Nanopore技术与PacBio技术的核心区别是什么？

两者同属单分子测序，区别在于识别碱基的物理信号不同。PacBio通过荧光标记碱基、依赖荧光信号时间识别序列；Nanopore则通过蛋白纳米孔在电压差下产生的电流，由motor蛋白牵引单链核酸通过，以不同碱基引起的电流变化结合模式识别算法确定序列。

为什么说motor蛋白牵引机制构成壁垒？

因为测序的可靠性依赖整套体系的协同：蛋白纳米孔需经改造并置于人造膜上，motor蛋白需牵引DNA或RNA进入纳米孔、使DNA解链成单链，电流变化还需由模式识别算法解码。这一链条上的蛋白工程与电信号解析能力难以短期复制，构成了差异化积累。

长读长测序目前的市场地位如何？

三代测序具备读长长、可实时测序、设备简单便携、可直接测RNA等特点，但资料显示其准确率目前仍只能做到95%，过去十年市占率不到10%，应用多局限于基础科学研究。随着T2T完整人类基因组序列的完成与产业端多方布局，长读长测序正迎来新的关注与临床转化突破。