2022年,端粒到端粒联盟(T2T)利用长读长三代测序技术补齐了人类基因组序列最后8%,完成了首个真正完整的人类基因组序列。但T2T联盟主要依赖海外企业的PacBio和ONT设备。在国产基因测序的自主可控进程中,二代测序领域华大智造DNBSEQ平台已实现自主,而三代长读长测序在设备、试剂和数据分析环节仍有差距,正加速追赶

设备端:二代已自主,三代仍在追赶

三代测序(单分子测序)有两条技术路线:PacBio的荧光信号技术和ONT的纳米孔电流阻断技术。在二代测序(短读长)领域,华大智造已实现自主;但在三代长读长领域,国产自主设备仍处于商业化早期。例如,专注于纳米孔测序的齐碳生物在2022年完成了7亿元C轮融资,是国内该领域一笔较大融资,但商业化进度与海外成熟产品相比仍有差距。

试剂端:国产三代测序酶研发持续推进

三代测序的核心试剂——测序酶(如motor蛋白)是纳米孔技术的关键。国产企业正在加速自主替代研发,但官方资料中未公布具体性能参数对比。目前,海外ONT的蛋白纳米孔技术仍占据主导,国产替代尚需突破专利壁垒和酶活性的稳定性问题。

数据分析端:国产组装算法与参考基因组构建

三代测序的长读长数据需要专门的组装算法(如Hifiasm)进行基因组拼接。国内科研团队已在算法适配和参考基因组构建上取得进展,但T2T联盟的完整基因组构建仍主要依赖海外工具链。国产算法在重复序列处理和大规模基因组组装效率上,仍需后续第三方测试验证。

常见问题

三代测序相比二代测序的核心优势是什么?

三代测序(长读长)无需PCR扩增,可直接从头到尾读取长片段DNA,最长读长可达2.4M,能精准检测基因组中的重复序列,这正是二代短读长(不超过200BP片段)的短板。

国产三代测序设备目前有哪些代表性企业?

齐碳生物是国产纳米孔测序领域的代表,2022年完成7亿元C轮融资。此外,华大智造、真迈生物等也在布局长读长技术,但商业化进度和性能参数官方尚未完全公布。

国产基因测序自主可控的主要挑战有哪些?

核心挑战包括:长读长测序芯片和流体系统等核心零部件自主化率较低;海外企业的专利壁垒(如ONT的蛋白纳米孔专利);以及国产测序酶的稳定性和准确性仍需提升。

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