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解码生命有了国产利器(2)

时间:2019-05-27 来源:原创/投稿/转载作者:管理员点击:

  就像信息处理离不开计算机一样,大规模读取生命“源代码”需要先进的技术设备。在基因测序产业,作为上游基础设施的基因测序仪,为相关应用提供了关键的技术支撑,但它的生产制造难度极大。

  “基因测序仪是光学、机械、电子、流体、化学、物理、分子生物学、信息软件等多学科的结合,测序仪的研发生产,需要融合很多新技术。”牟峰说。

  人口基数大、大数据的应用,是我国基因产业发展优势。近年来,我国基因测序市场发展迅速,但“重应用、轻研发”倾向,使我国在测序仪研发领域上基本一片空白。

  与此同时,个别外国企业在测序仪研发领域专利众多,形成了严密的保护体系,获得了市场垄断地位。华大基因一度是世界基因测序仪市场上的最大买家。

  转折发生在2012年。当时一直购买某国外品牌测序仪的华大基因忽然发现,试剂耗材的报价一下涨了几倍,不仅新仪器难以购买,厂家也不再维修旧仪器。

  华大智造执行副总裁刘健说,我们虽然拥有很多进口的测序仪,但对测序仪的处置却没有完全自主权,国外厂商规定的一些条款也不合理。

  “我们曾希望将基因组计划中获得的技术和成果向医学临床转化,但得不到仪器所属企业的许可和支持。”蒋慧说。

  2013年,测序仪器制造商CG公司计划出售。这家公司拥有先进的生化测序原理和技术,但彼时CG公司面临困境:研发的超大型设备虽然拥有极高的通量,但每台售价高达1200万美元,极为昂贵,且与当时技术应用的趋势不符,市场不买账。

  抓住时机,华大智造收购CG。“最初,我们拿到CG的样机重达2吨,是个名副其实的‘黑铁塔’。”蒋慧说,为了让产品进入更多研究机构和临床应用,后来做了很多技术和理念上的转变,把“黑铁塔”转化成了轻巧的桌面式产品。

  在此基础上,华大智造持续创新:开发了DNA纳米球、联合探针锚定聚合技术和单管长片段建库技术;找到了万里挑一的测序酶,使生化反应时间缩短到1分钟内……

  目前,华大智造累计投入研发经费超过50亿元,在一批关键核心技术上取得突破,实现了测序技术源头式专利布局,申请技术专利580余项,其中PCT专利80余项。此外,成功研发出相匹配的测序试剂、材料、生化反应体系等一系列的核心技术和产品。

  “比如,在关键测序技术方面,传统的PCR(聚合酶链式反应)测序方法是把DNA双链像筷子一样分开,再用每根筷子去复制,1变2、2变4……最终完成指数级的扩增。但这种方法也存在问题,只要一个环节出错,后面都会出错。”华大智造测序仪产品经理汪婧婧介绍,“我们研发的DNA片段滚环扩增方式始终‘复印’的是原版DNA,就像用转笔刀削铅笔一样,能有效消除扩增错误的积累,提高了测序的准确度。”

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