PacBio单分子实时测序技术的发展历程中,关键里程碑包括2000年前身公司成立、2003年ZMW核心模型发表于Science封面、2010年推出首款商业化测序系统,以及后续的持续技术迭代。
早期奠基:从ZMW到商业化
PacBio的前身Nanofluidics, Inc.于2000年在美国加州成立。2003年,《Science》杂志以封面形式发表了题为《Zero-Mode Waveguides for Single-Molecule Analysis at High Concentrations》的文章,这标志着PacBio单分子实时测序的核心单元——零模波导ZMW的最初模型问世。直到2010年,PacBio推出了第一款商业化机型PacBio RS,正式将单分子测序技术推向市场。
技术演进与行业认可
PacBio的技术属于第三代测序(单分子测序),其核心特点是无需PCR扩增,直接对单条DNA分子进行测序,利用荧光标记的碱基与DNA聚合酶在ZMW中反应,通过荧光信号时间差异识别碱基序列。2022年10月,PacBio宣布推出公司史上最高通量Revio长读长测序系统,进一步提升了测序能力。2023年初,国际顶级期刊《Nature Methods》将长读长测序(三代测序)评选为**“2022年度最佳技术”**,认为“Long-read sequencing is the future”。
常见问题
PacBio技术的核心原理是什么?
PacBio技术利用荧光标记不同碱基,与DNA聚合酶一起放入纳米孔(ZMW)底部。每个纳米孔只允许一条DNA模板进入,DNA聚合酶与模板结合后,通过荧光信号时间的不同来识别碱基序列。
三代测序与二代测序的主要区别是什么?
二代测序(短读长)需要将DNA扩增后切成不超过200bp的片段读取,再用算法还原;而三代测序(长读长)无需扩增,可从头到尾直接读取单条DNA分子,能有效解决基因组中重复序列的精准测序问题。
2022年有哪些重要事件推动了三代测序发展?
2022年4月,端粒到端粒联盟(T2T)利用长读长技术完成了首个真正完整的人类基因组序列;同年10月,PacBio推出了Revio长读长测序系统;此外,多家企业如Illumina宣布推出长读长产品,行业融资活跃。