基因组制备技术

人体组织器官由具有不同细胞类型的异质细胞群组成。传统批量测序（Bulk Sequencing）方法仅能捕获器官与组织群体细胞成分的平均水平，或者只代表其中占优势数量的细胞信息，单个细胞独有的特性常常被忽略。近年来，随着单细胞测序（Single-cell sequencing）技术的发展，实现了单个细胞水平上DNA或RNA的测序，从而能够特异和精准地探索单个细胞的基因变异水平，弥补了传统批量测序的不足[1]。图1. 单细胞测序与传统批量测序比较[1]单细胞基因组测序技术，是在单细胞水平对全基因组进行扩增与测序的一项技术，广泛应用于癌症研究、胚胎发育、辅助生殖、细胞分化、免疫机制、微生物等生物医学方向的研究。本期主要对单细胞基因组测序的技术原理、技术流程、技术平台及其在生物医学领域的应用实例做简单介绍。技术原理单细胞基因组测序的原理是将分离的单个细胞的微量全基因组DNA进行扩增，获得高覆盖率的完整的基因组后进行高通量测序，揭示细胞间异质性的基因信息。技术流程单细胞基因组测序主要包括四个步骤，即单细胞分离→全基因组扩增→高通量测序→数据分析。目前单细胞基因组测序技术的发展依然面临两方面的技术挑战：一是易于分离和操作的单细胞分离工具（即第一步）；二是能够稳定复制单个细胞中微小核酸的方法（即第二步）[2]。2.1 单细胞分离从组织中将单个细胞分离出来是单细胞基因组测序的第一步。目前常用的单细胞分离方法主要有：有限稀释法、显微操作法、流式细胞分选术、激光捕获显微切割技术（LCM）、微流控芯片技术等，表1总结了上述提到的单细胞分离方法的原理和优缺点，在使用时可根据不同的科研需求及样品情况综合考虑选择适宜的分离方法[3,4]。表1. 单细胞分离技术分离方法原理优点缺点有限稀释法对细胞进行一系列的倍比稀释，最终使细胞处于单个状态，理论上每μL约1个细胞，然后用移液器吸取相应容积的细胞悬液进行单细胞分离。操作简便；成本低，一般不需要特殊的设备。分离效率低；需要研究人员排除大量空白孔和多细胞孔，费时费力；细胞分离过程依赖梯度计算，容易出现错误。显微操作法在高倍倒置显微镜下，利用显微镜操作器（手动或自动）实现单细胞分离。能够准确地控制单细胞的吸取与释放；可以从不同的发育阶段或多样化的群体分离单个细胞。通量低，需要大量的起始量；细胞特异性由显微镜决定，并利用微量移液管分离，可能不够准确。流式细胞分选术通过流式细胞仪，根据细胞特异性分子标志物或细胞光散射特性，分选出单个细胞或特殊细胞群，实现单细胞分离。通量高；基于细胞表面标志物的特异标记，能够确保特定细胞的分离；利用荧光标记可分离亚群。无法扩展到大规模项目；且需要流式细胞仪，设备昂贵。激光捕获显微切割技术（LCM）在显微镜下，从冰冻/石蜡包埋组织切片（或细胞固定在装配有可以激光脉冲激活的热塑膜的涂片）中分离某一类型细胞群或单个细胞，实现单细胞分离。无需解离组织，制备细胞悬液；能够直观准确、快速地获取单个细胞或单一细胞亚群；能够保留所分离细胞的完整性。需要适当的组织处理（冷冻保存或固定）；显微切割可能存在挑战；小的细胞可能难以分离；可能存在污染。微流控芯片技术通过微流控芯片隔离流动通道中的单个细胞从而达到单细胞分离的目的。通量高；上样体积小；周期短；可根据细胞表面标志物分离特定细胞。细胞大小必须均匀；消耗品昂贵。2.2 全基因组扩增（Whole-Genome Amplification , WGA）全基因组扩增是单细胞基因组测序的第二步。由于单个哺乳动物细胞中DNA的含量一般少于10pg，达不到测序仪的检测要求，因此在测序之前必须进行全基因组扩增（WGA）以获得足够的材料用于后续的文库制备。目前常用的全基因组扩增方法按原理可分为三类（见表2）[5-7]：基于聚合酶链式反应（PCR）的WGA方法{主要是简并寡核苷酸引物PCR(DOP-PCR)}、多重链置换扩增法（Multiple Displacement Amplification , MDA）和多重退火环状循环扩增技术（Multiple Annealing and Looping-Based Amplification Cycles，MALBAC）等。表2. 全基因组扩增技术DOP-PCRMDAMALBAC原理基于PCR技术，通过加入部分简并的寡核苷酸引物与模板结合来实现扩增整个基因组的目的。基于恒温核酸扩增技术，恒温条件下，使用一条由6个随机碱基构成的随机引物与模板随机退火；紧接着在具有链置换活性的DNA聚合酶作用下发生链置换反应，并最终完成扩增。结合了MDA法和PCR扩增法的特点，即由一组随机引物启动扩增（每个引物具有通用引物序列和随机碱基），随机引物与模板均匀杂交，随后在具有链置换活性的DNA聚合酶作用下发生链置换反应，最终完成扩增示意图特点该方法实现了高度均匀的扩增，产物产量较高，操作较为简单；但仅产生基因组的稀疏覆盖，实验的条件需要较多优化。 MDA可以实现更好的基因组覆盖，产物片段长；但对模板质量要求高，可能产生非特异性产物。一种实现基因组广泛覆盖和均匀扩增的技术，灵敏度高，产物产量高。技术平台：目前，国内外研究机构使用的大规模单细胞测序技术平台主要有五种：Illumina® Bio-Rad® Single-Cell Sequencing Solution、BD Rhapsody™ Single-Cell Analysis System、10x Chromium Single Cell Gene Expression Solution、ICELL8 Single-Cell System和C1™ 单细胞全自动制备系统。国内也有多家企业进军单细胞测序领域，产品包括新格元自动化单细胞处理系统、万乘基因高通量单细胞测序平台、达普生物星海单细胞测序建库系统、墨卓生物高通量单细胞测序平台、德运康瑞痕量单细胞测序平台和原位测序平台等。各个平台各有特点，这里主要简单介绍一下两种应用较多的技术，即10X Genomics 公司的Chromium( 液滴法) 及 BD 公司的Rhapsody( 微孔法)。10x Genomics单细胞测序技术：10X Genomics单细胞测序起源自Drop-Seq技术，应用液滴微流体技术分选单细胞，将单个细胞与含有条形码（Barcode）和引物的凝胶珠一起包裹于油滴中；然后每个油滴中的凝胶珠溶解， 细胞裂解释放mRNA，通过反逆转录产生用于测序的带条形码的cDNA，cDNA在液体油层破坏后进行文库构建，使用测序平台对文库进行测序检测，即可一次性获得大量单细胞的基因表达数据。该平台具有“三高（high）两低（low）”的特点：即通量高，细胞捕获效率高，细胞活性要求高（大于90%），分析时长低，成本低。 图2. 10X Genomics Chromium Controller技术原理示意图3.2 BD Rhapsody单细胞测序技术：BD公司推出的这款Rhapsod™单细胞分析系统采用了Cytoseq分子标签技术，能为单细胞中每个转录本标记特异性分子标签，实现单细胞水平上基因表达谱的绝对定量。同时，将每个细胞标记上特异性细胞标签，实现了高通量平行建库。该技术在基因扩增和后续的测序部分等整体流程与10x Genomics单细胞测序技术相近，主要区别在于起始的单细胞分离和捕获技术。该技术并非基于微流控芯片技术，而是基于蜂巢板技术，基于微孔来保证单细胞的捕获，避免了10x Genomics单细胞测序技术中存在的概率碰撞对捕获效率从影响。细胞悬液经注入孔注入后，自然沉降到反应孔中，随后， 将磁珠同样由注入孔注入，即可在单个反应孔中捕获其中的细胞。微孔和纳米孔方法允许稀释的细胞悬浮液在每孔一个珠子和一个细胞的条件下与寡聚结合珠一起沉降到皮升大小的孔中，从而保证了单孔中是单细胞捕获。 图3. BD Rhapsody技术原理示意图4、应用实例：目前，单细胞基因组测序技术的应用可以归纳为两大类，即应用于人类细胞图谱研究和非细胞图谱研究。单细胞基因组学的优势就在于能够揭示单个细胞的基因结构和基因表达状态，反映细胞间的异质性。自2017年“人类细胞图谱计划”提出以来，单细胞测序技术已陆续揭示了多个组织器官的单细胞图谱，如通过对肾脏肿瘤进行单细胞测序，发现肾肿瘤细胞之间的突变频率和位置不尽相同，每个细胞的突变状态和转录情况也均不相同，表明肾肿瘤更加具有异质性，需要开发更加有效的细胞靶向疗法。2022年发表在Nature杂志上的研究，对人脑血管系统的单细胞图谱进行了分析，描绘出海马和皮质的脑血管细胞组成：内皮细胞、相邻的壁平滑肌细胞 (SMC) 和周细胞、血管周围的免疫细胞和星形胶质细胞等，这些细胞在大脑不同区域存在差异并沿动静脉轴变化，沿动静脉轴的细胞组成异质性产生了大脑健康所必需的功能分段的循环、代谢和渗透特性。揭示了人类大脑血管系统的细胞组成和分子特征，提示了阿尔茨海默病（AD）风险因素在人类中的进化转变，有助于对人类大脑健康基础的了解、疾病机制和治疗靶点的发现[8]。随着单细胞基因组覆盖范围扩大、通量提升以及多组学技术的不断进步，单细胞基因组学技术将为丰富发育谱系树、生殖细胞突变模式、癌症进化、基因组功能和微生物群落的分辨研究等提供策略[9]。参考文献：[1] Xia Y, Gawad C. Bringing precision oncology to cellular resolution with single-cell genomics[J]. Clinical and experimental metastasis, 2022(1):39.[2] Liang J, Cai W, Sun Z. Single-cell sequencing technologies: current and future. J Genet Genomics. 2014 Oct 20 41(10):513-28. doi: 10.1016/j.jgg.2014.09.005. Epub 2014 Oct 18. PMID: 25438696.[3] Wang Y, Navin N. Advances and Applications of Single-Cell Sequencing Technologies[J]. Molecular Cell, 2015, 58(4):598-609.[4] Gross A, Schoendube J, Zimmermann S, Steeb M, Zengerle R, Koltay P. Technologies for Single-Cell Isolation. Int J Mol Sci. 2015 Jul 24 16(8):16897-919. [5] Gawad C, Koh W , Quake S R. Single-cell genome sequencing: current state of the science[J]. Nature Reviews Genetics, 2016.[6] Grün D, van Oudenaarden A. Design and Analysis of Single-Cell Sequencing Experiments. Cell. 2015 Nov 5 163(4):799-810.[7] 徐晓丽 吴凌娟.单细胞全基因组扩增技术与应用.[J]生物化学与生物物理进展 .2019.46(4)[8] Yang A C , Vest R T , Kern F , et al. A human brain vascular atlas reveals diverse mediators of Alzheimer's risk[J]. Nature, 2022, 603.[9] Evrony G D, Hinch A G, Luo C. Applications of Single-Cell DNA Sequencing[J]. AnnualReview of Genomics and Human Genetics, 2021, 22(1).相关会议推荐：第六届基因测序网络会议来袭！六大会场，含单细胞和空间组学会场，点击下图免费报名！点击链接进入会议官网：https://www.instrument.com.cn/webinar/meetings/geneseq2023/

规律成簇的间隔短回文重复CRISPR与内切酶Cas9的组合，原本是细菌抵御病毒的重要武器，现在这一组合已经成为了最热门的基因组编辑利器。 　　2014年基因组编辑热潮在持续发酵，CRISPR/Cas9仍旧是最引人注目的话题之一，相关论文被大量下载和引用。纵观CRISPR/Cas9的发展我们可以看到，科学家们仍在追求最理想的基因组工程技术，而2015很有可能会成为基因组工程年。 　　这里我们不妨大胆预测一下，明年基因组工程领域会起那些波澜： 　　1. 大规模CRISPR/Cas9。2013年，麻省理工的CRISPR技术先驱张锋(Feng Zhang)和同事为我们展示了CRISPR/Cas9进行多重基因组编辑的能力。相信在2015年大规模CRISPR/Cas9全基因组操作将越来越多，同时新多重基因组编辑法会大量涌现，还很可能会出现大型的引导RNA数据库。在这样的趋势下，每个人都能在自己的基因组工程研究中用上CRISPR/Cas9。 　　2. CRISPR对簿公堂。2015年将有更多公司提供以CRISPR为基础的实验工具，基于CRISPR的药物也将离我们越来越近。在这种情况下，基础研究领域可能会迎来历史上最大的专利诉讼。目前有三个团队都宣称自己享有CRISPR/Cas9技术的部分专利权，他们很可能最终会对簿公堂，而专利权的归属将决定CRISPR/Cas9日后的命运。 　　3.用细胞来记录生命。假如细胞能将自己发生的所有事情记录下来，我们将会读到些什么呢?2014年Timothy K. Lu和Fahim Farzadfard在Science杂志上发表了一项令人振奋的成果。他们通过合成生物学技术，将细胞事件的模拟记忆编码在活细胞DNA中。虽然这类研究还处于早期阶段，但随着研究者们不断突破细胞工程的极限，我们期待在2015年看到更多的进展和应用。 　　当然了以上都只是我们的推测，基因组工程领域其实是很难预测的，因为相关技术发展得非常之快。你看，短短两三年CRISPR/Cas9系统就走了这么远。这些基因工程领域的预测是否过于保守，就让我们拭目以待吧。

11月29日，国家药典委员会官方网站公示了关于微生物全基因组测序技术指导原则标准草案，公示时间为3个月。详情如下：编号：Fg2022-0216号我委拟制定微生物全基因组测序技术指导原则，为确保标准的科学性、合理性和适用性，现将拟制定标准公示征求社会各界意见（详见附件）。公示期自发布之日起3个月。请认真研核，若有异议，请及时来函提交反馈意见，并附相关说明、实验数据和联系方式。相关单位来函需加盖公章，个人来函需本人签名，同时将电子版发送至指定邮箱。联系人：朱冉、陈蕾电话：010-67079581 010-67079566电子邮箱：zhuran@chp.org.cn通信地址：北京市东城区法华南里11号楼 国家药典委员会办公室邮编：100061国家药典委员会2022年11月29日附件：微生物全基因组测序技术指导原则公示稿.pdf微生物全基因组测序技术指导原则起草说明.pdf微生物全基因组测序技术指导原则 本指导原则对全基因组测序技术用于药品微生物控制给予通用性技术规定，为药用原料、辅料、制药用水、中间产品、终产品、包装材料、环境、设备和人员等药品全生命周期质量控制中微生物精准鉴定、溯源分析和风险识别等提供指导。微生物全基因组测序（Microbial whole-genome sequencing）是指利用高通量测序技术对微生物个体的整个基因组序列进行测定，获取遗传信息的过程。高通量测序技术主要包括：边合成边测序、半导体测序、DNA （Deoxyribonucleic acid, DNA）纳米球测序、连接酶测序等第二代测序技术（又称下一代测序，Next Generation Sequencing）和基于单分子测序（Single Molecule Sequencing）的第三代测序技术。第二代测序技术的基本原理主要是利用物理或酶切的方法将待测样本的基因组打断到1kb以内的DNA片段，在其两端连接特定接头序列后，固定于测序介质中，通过核酸扩增技术，如聚合酶链式反应、等温扩增技术等将待测样本放大收集成库，然后进行平行循环测序。当需要获得微生物样本基因组精细图、完成图时，可采用能够实现大片段测序读长的第三代测序技术。第三代测序技术的基本原理主要有：采用荧光标记脱氧核糖核苷酸，用光学镜头实时记录DNA合成过程中新引入脱氧核糖核苷酸的荧光变化，通过不断地重复合成、成像、淬灭等过程进行单分子荧光测序；或采用电泳技术驱动单个分子逐一通过纳米孔，通过检测不同碱基的电信号，进行单分子纳米孔测序。本指导原则以目前发展成熟、应用较为广泛的第二代测序技术为主要技术手段，对实验室的一般要求、全基因组测序的主要技术指标、技术流程、影响测序结果的主要因素、方法学考察和应用指导等方面进行通用性技术规定。一、实验室的一般要求1.实验场地及人员 开展微生物全基因组测序的实验环境应具备分子生物学实验室的基本条件，并符合相应级别的生物安全等级要求。实验区域一般应设置：试剂储存和准备区、样本制备区、扩增区、核酸测序及分析区，各个区域在物理空间上相互独立，并标识明确；另外，根据使用仪器的功能，相关区域可适当合并。应单向流进入各工作区域，按照试剂储存和准备区、样本制备区、扩增区、核酸测序及分析区的先后顺序进行实验操作。实验区域应定期进行清洁消毒。实验人员应具备分子生物学和微生物学专业背景，或经专业培训。2. 实验仪器实验室一般应具备高通量核酸测序仪、核酸扩增仪、片段分析仪、核酸定量仪、生物安全柜、混匀器、高速离心机、水浴或加热模块、冰箱、微量加样器等分子生物学检验常用仪器设备。影响测序质量的仪器设备应定期进行性能确认和维护，以保证仪器处于良好的运行状态。3. 实验试剂除另有规定外，所有实验使用的试剂均应不含DNA和DNA降解酶，宜大体积配制、小体积分装，并保证试剂的无菌性，必要时可采用高压灭菌或0.22 μm孔径滤膜过滤除菌。用于核酸扩增的相关试剂应避免反复冻融。关键试剂应制定质量控制程序，以确保试剂质量。采用适宜的商品化试剂或试剂盒进行核酸提取、文库构建和核酸测序时，应按照说明书操作，并符合说明书中的质量控制要求。二、全基因组测序的主要技术指标1. 测序通量测序通量是指单次测序可获得序列信息的基因片段数量或可测定的DNA （以碱基表示）数量。核酸测序仪器的测序通量直接关系到测序输出的数据量。微生物的基因组DNA较小，但不同种属之间变化幅度较大，如：葡萄球菌属、埃希菌属、假单胞菌属、沙门菌属等常见细菌的基因组DNA大小约3～6 Mbp；酵母菌的基因组DNA大小约12～16 Mbp；典型致病霉菌的基因组DNA通常大于30 Mbp。在进行微生物全基因组测序时，应根据待测样本基因组大小、样本数量等实际需求，选择适宜测序通量的测序仪器和配套试剂，保证测序结果的准确性。2. 碱基识别质量碱基识别质量是衡量碱基正确识别的概率（通常以数字值直接表示）。碱基识别质量与碱基识别错误率之间的关系为：Q=－10lg P（Q为碱基识别质量，P为碱基识别错误率）。Q=20代表碱基识别正确率≥99%；Q=30代表碱基识别正确率≥99.9%。高通量测序仪器应能自动判读碱基识别质量。三、 技术流程 全基因组测序的一般流程包括：测序样本的获得、测序文库的构建、全基因组测序和数据分析等。1. 测序样本的获得 全基因组测序主要用于待测微生物的核酸序列测定。待测微生物应进行分离纯化，以获得生长状态稳定的纯培养物，可参考“微生物鉴定指导原则”（通则9204）。分离纯化后的纯培养物应采用适宜的方法，可参考“细菌DNA 特征序列鉴定法”（通则1021），获得浓度、纯度和完整性良好的基因组测序样本。2. 测序文库的构建 测序文库是指将基因组样本随机打断后，在其两端加入特定接头序列（adapters），并经过大规模平行扩增，形成的DNA片段集合。测序文库中样本的核酸浓度、纯度、片段的大小分布等因素，都会影响测序输出的数据量和碱基识别质量。应对构建的测序文库进行纯化、定量、均一化处理，使文库中各待测样本的浓度保持均等；必要时，采用凝胶电泳或毛细管电泳等方法检测文库的质量。3. 全基因组测序 将测序文库中的待测样本固定在测序介质中，通过特定接头序列，将测序引物与待测核酸序列进行结合。加入底物脱氧核糖核苷酸，在DNA聚合酶作用下，使结合在待测核酸序列上的测序引物进行延伸，并利用信号收集器采集信号，包括但不限于光信号、电信号或离子信号等，通过信号分析软件对采集到的信号进行分析，获得待测样本的碱基序列信息，以及物理通量、有效通量、测序读长、测序深度、碱基识别质量等参数。4. 数据分析 采用适宜的序列分析方法和软件，对得到的核酸测序下机数据进行序列拼接，最终获得待测微生物样本的全基因组序列信息。四、 影响测序结果的主要因素 1. 待测样本核酸质量 应采用适宜的方法提取待测样本的基因组DNA，并保证提取的基因组DNA 在适宜的浓度和纯度范围内，无蛋白、多糖等污染。一般情况下，核酸浓度宜不低于10 ng/μl，A260/A280比值宜在1.8～2.0之间。核酸浓度较低，或发生降解等导致质量不佳的情况，可导致基因组DNA片段化不完全，影响文库质量，进而影响测序深度和测序结果。2. 测序文库质量 应对测序文库进行质量控制。当测序文库中包含多个待测样本时，不同样本的核酸浓度应基本一致，保证测序后的输出数据量均匀稳定。推荐采用荧光分析法定量检测不同样本的基因组DNA浓度，测序文库制备完成后，采用适宜的稀释倍数，确定上机测序文库的浓度。3. 测序深度 测序深度是指待测样本中某个指定核苷酸被检测的次数。一般高通量测序仪器输出的测序深度指待测样本基因组序列中核苷酸被检测次数的平均值。测序深度与基因组覆盖率之间是正相关，测序深度越大，重复测序次数越多，待测样本基因组覆盖率越大，测序带来的错误率也会随着测序深度的提高而降低。一般而言，基因组测序深度应不少于50倍；建立全基因组序列参考数据库时，测序深度应不少于100倍。4. 碱基识别质量 碱基识别质量是评价测序结果准确率的重要因素。根据核酸测序仪器的正常运行参数，单个样本的核酸测序的结果应保证Q20≥80%或Q30≥70%；也即测序数据中80%及以上的碱基正确率大于99%，或者70%及以上的碱基正确率大于99.9%。五、 方法学考察 除考察影响测序结果的主要因素，包括：待测样本核酸质量、测序文库质量、测序深度、碱基识别质量等，还应进行相应的分析方法学考察；可在测序过程中增加已知序列的参考品，评估测序仪器性能，以保证全基因组测序结果的准确性和重现性。六、 应用指导 微生物全基因组序列能够提供全面丰富的遗传信息，通过全基因组序列的比对分析，可以实现待测微生物，包括：标准菌株、模式菌株、质控菌株、生产检定用菌（毒）种、益生菌等，以及从药用原料、辅料、制药用水、中间产品、终产品、包装材料和环境等中检出污染微生物等的精准鉴定、溯源分析以及风险评估等。精准鉴定当基于常规生化筛选、表型和基因型鉴定方法无法获得待测微生物样本准确的鉴定信息时，可利用全基因组测序技术获得更加精准的鉴定结果或遗传变异信息等。全基因组序列分析还对研究微生物的系统进化具有重要价值，有助于新种或亚种的发现和遗传分类单元的系统发育解析，提高对新种或亚种的生物学认识。溯源分析当出现无菌试验结果阳性、培养基灌装等模拟工艺失败、生产过程严重异常事件时，如常规基因型鉴定方法无法提供足够的分辨力，可在获得菌种鉴定信息的基础上，采用全基因组测序技术对目标微生物以及相关环节中分离的同种微生物进行全基因组序列的同源性分析，结合污染调查信息，实现目标微生物的溯源分析风险评估全基因组序列包含了微生物菌株全部的遗传信息，基于全基因组数据分析还能够用于毒力、耐药以及其他基因的功能分析与表型预测，为开展微生物的风险评估分析提供参考依据。起草单位：上海市食品药品检验研究院联系电话：1800677839复核单位：中国食品药品检定研究院、天津市药品检定研究院、辽宁省药品检验检测院参与单位：浙江现代生物技术发展中心、中国工业微生物菌种保藏中心

p style=" text-align: center" img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201711/insimg/e1b53786-6e16-4afb-80d3-15282f1c3af7.jpg" title=" 2.jpg" style=" width: 600px height: 446px " width=" 600" vspace=" 0" hspace=" 0" height=" 446" border=" 0" / /p p span style=" font-family: 微软雅黑, Microsoft YaHei " 　　在今年年初的J.P. 摩根大通医疗保健大会（J.P. Morgan Healthcare Conference）上，Illumina发表了堪称地表上最强的测序仪NovaSeq。全新的测序架构所带来的超高通量，让Illumina的总裁兼CEO Francis deSouza自信地宣示，百元基因组时代的来临已指日可待。从一月产品发布到Q3 财报公布时, Illumina已经出货近200台NovaSeq到客户手中。 br/ & nbsp br/ 　　无可匹敌的超高通量，是吸引许多客户眼球的第一元素。年初S2 流动槽最先上市，一个流动槽每次运行可达到28-33亿数量的reads / clusters。在双S2流动槽同时运行的情况下，使用2x150 bp读长，一次NovaSeq测序可以在一天半内解码16个人类基因体（平均30x覆盖深度）。10月中推出的S4流动槽，更将通量翻了三遍。一个S4流动槽每次运行可达到80-100亿数量的reads / clusters，所以双S4流动槽运行可以在不到两天内解码48个人类基因体（6万亿硷基通量）。S4的强大功能，将加速大规模基因组研究计画，对临床研究提供关键性的突破。如同哥伦比亚大学基因组医学研究所主任David B. Goldstein所言，NovaSeq系列所激发的研究规模和成本，都是一年前无法想像的。这全新系列的可扩展测序机不只帮助基因组医学走向更大规模的研究，也能推动实现如液态活检、肿瘤深度全基因组分析、和大数量单细胞测序等需要高覆盖深度或高强度的测序应用普及化。 br/ & nbsp br/ 　　NovaSeq高通量的可扩展性，满足不同产量的测序应用，也是其受到许多用户青睐的关键。除了可以选择S2 或S4流动槽，以及自由设定单槽或双槽同时运行之外，与S4同时推出的NovaSeq Xp工作流程让NovaSeq系统的灵活度更上一层楼。NovaSeq Xp工作流程的流动槽上样栈与试剂，让用户可以将文库直接上样到流动槽的单个通道中。由于每个通道的文库独立不混杂，用户可以根据通道来划分样本和项目。NovaSeq Xp工作流程带来更大的自由度，例如每个通道使用96个样本索引，每个流动槽一次可以测序384各样本。这样高度的多样本测序（multiplexing）也顺带减低了每个样本DNA所需的起始量。用户可以自由决定使用标准工作流程来混合各种文库类型在一个流动槽裡，或是利用NovaSeq Xp工作流程裡的上样栈实行新颖的样本索引方法，最佳化有效地利用地表上最高通量的测序仪。 br/ & nbsp br/ 　　NovaSeq 6000系统支援所有文库制备方法，例如全基因组测序（WGS）、靶向重测序（targeted resequencing）、RNA测序（RNA sequencing）、和甲基化测序（methylation sequencing）。用户可以在BaseSpace Sequencing Hub上找到NovaSeq产生的范例Illumina文库测序结果。 br/ br/ 　　更多关于NovaSeq系统规格和NovaSeqXp工作流程的细节，可以参考Illumina网站上的白皮书： br/ https://www.illumina.com/content/dam/illumina-marketing/documents/products/datasheets/novaseq-6000-system-specification-sheet-770-2016-025.pdf br/ & nbsp br/ 　　除了NovaSeq S4流动槽和Xp工作流程，Illumina在10月推出的创新产品还包含了Nextera DNA Flex，一款全新的高性能全基因组测序（WGS）文库制备试剂盒。Illumina了解在NGS测序技术不断进步下，文库制备的技术也要跟上脚步，一起加速基因组医学爆发性地前进。目前许多实验室在NGS流程的文库制备阶段仍然遭遇瓶颈。多数文库制备流程以及前后的多个步骤，耗时又耗工。文库制备前需要DNA提取、定量和片段化，而文库制备后的步骤包括文库质量评估、文库浓度定量和归一化。这让许多实验室都要延误不少时间在文库制备流程，才能开始测序过程。 br/ & nbsp br/ 　　Nextera DNA Flex的核心技术为Bead-Linked Transposome （BLT），将Nextera的转座体（transposome）链接在磁珠上。BLT的On-Bead Tagmentation整合了DNA片段化（fragmentation）、片段接头化（adapter ligation）、和文库定量归一化（library normalization）的步骤，减少手动接触点并节省文库制备时间到2. 5小时。搭配Flex Lysis Reagent Kit的细胞裂解试剂，Nextera DNA Flex允许直接加入样本如血液、唾液、乾血纸片、和微生物菌株。直接加入样本进一步省去了样本制备的繁琐步骤，不需要辅助设备和试剂来提取DNA。从而将文库制备的整体周转时间，从样本到上测序机，缩短到三小时以内。Nextera DNA Flex的简约有助于自动化流程的使用。 br/ br/ 　　除了是Illumina产品线中最快且最简化的文库制备流程，Nextera DNA Flex的On-Bead Tagmentation提供了比in-solution tagmentation更均值的DNA片段化反应。当样本DNA起始量超过BLT的饱和点（大约是100ngDNA），过多的DNA便无法被片段化。不同于其他种文库制备方法，这样的化学特性使得Nextera DNA Flex片段化结果不会受到DNA定量的准确度影响。当DNA量介于100-500ng 之间，Nextera DNA Flex制备后的文库片段长度和上样量几乎是固定的。用户可以利用Nextera DNA Flex的广泛样本DNA起始量，灵活支持各种类型的基因组测序，简化日常操作。　 br/ & nbsp br/ 　　BLT与样本DNA饱和后带来的均匀文库片段长度和上样量，也提升了基因组测序覆盖度的均一性。不管是人类或非人类基因体，文库DNA片段均匀地覆盖在高与低的GC区域，没有偏好性。这样的通用特性让Nextera DNA Flex应用范围广泛，支持人类或其他大型/複杂基因组以及扩增子和微生物、寄生虫或真菌物种的测序，并且与Illumina各款测序仪完全兼容。用户可以在BaseSpace Sequencing Hub上找到Nextera DNA Flex应用在不同动植物和细菌基因体所产生的文库和在不同Illumina测序仪上的结果。 br/ br/ 　　更多关于Nextera DNA Flex的全新技术BLT原理、快速与整合的流程、以及全基因组测序表现和TruSeq Nano与Nextera XT的比较，请参考Illumina网站上的白皮书： br/ https://www.illumina.com/content/dam/illumina-marketing/documents/products/datasheets/nextera-dna-flex-data-sheet-770-2017-011.pdf br/ br/ 　　另外两份白皮书详尽讨论Nextera DNA Flex的文库制备成果： /span /p p span style=" font-family: 微软雅黑, Microsoft YaHei " br/ /span /p p span style=" font-family: 微软雅黑, Microsoft YaHei " strong 人类基因体 /strong br/ https://www.illumina.com/content/dam/illumina-marketing/documents/products/appnotes/nextera-dna-flex-human-genomes-application-note-770-2017-018.pdf br/ br/ strong 微生物基因体 /strong br/ https://www.illumina.com/content/dam/illumina-marketing/documents/products/appnotes/nextera-dna-flex-small-genomes-application-note-770-2017-019.pdf br/ & nbsp br/ 　　今年十月份发布的这些新产品，NovaSeq S4流动槽、NovaSeq Xp工作流程（预计十二月份开始接受订购）、和Nextera DNA Flex文库制备试剂盒，再度展现Illumina的创新能力，并帮助加速基因组医学迈向大规模、高性能的全基因组研究之路。 br/ /span /p p style=" text-align: center" img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201711/insimg/8ccfe1a5-9088-43fc-b096-b005ae6f42b3.jpg" title=" 1.jpg" / /p p span style=" font-family: 微软雅黑, Microsoft YaHei " strong 作者简介 /strong br/ br/ 庄涵宇博士 br/ Illumina高级经理，生物信息和基因组应用合作 br/ Han-Yu Chuang br/ Senior Manager, Bioinformatics and Genomics Applications Partnerships, Illumina Inc. /span /p

p style=" text-align: justify margin-top: 10px margin-bottom: 10px line-height: 1.5em text-indent: 2em " 2020年10月26日，第十五届国际基因组学大会(ICG-15)在武汉拉开帷幕。深圳华大智造科技股份有限公司(下称“华大智造”)在学术报告中分享了“大人群基因组学一站式解决方案”。该方案集样本前处理、文库制备、高通量测序、基因数据管理等模块为一体，从样本到报告全程自动化，目前可满足每年五万到百万级规模高深度全基因组测序需求，全流程均可按需定制。 /p p style=" text-align: justify margin-top: 10px margin-bottom: 10px line-height: 1.5em " 　　华大智造高级副总裁倪鸣表示：“可以看到，近年来大人群基因组测序和分析渐成趋势，国家级别的基因组测序项目不断涌现。全球范围内大人群基因组计划的实施，对高通量基因测序平台技术的水平，对基因测序方案的通量、成本、精准度、智能化等提出了更高要求，华大智造也希望为此贡献己力。” /p p style=" text-align: center" img style=" max-width: 100% max-height: 100% width: 600px height: 450px " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202010/uepic/9b327086-c705-4c70-a688-d724a3567919.jpg" title=" 倪鸣博士.jpg" alt=" 倪鸣博士.jpg" width=" 600" vspace=" 0" height=" 450" border=" 0" / /p p style=" text-align: center margin-top: 10px margin-bottom: 10px line-height: 1.5em " 华大智造高级副总裁倪鸣在ICG-15分享解决方案 /p p style=" text-align: justify margin-top: 10px margin-bottom: 10px line-height: 1.5em " 　　 span style=" color: rgb(255, 0, 0) " strong 华大智造大人群基因组学一站式解决方案：四大模块， 测序系统超强定制 /strong /span /p p style=" text-align: justify margin-top: 10px margin-bottom: 10px line-height: 1.5em " 　　华大智造在大会上分享的“大人群基因组学一站式解决方案”由生物样本库、建库中心、测序中心和数据中心四大核心模块构成。其中，生物样本库主要功能是将全血分离为血浆和白膜层，完成gDNA提取 建库中心则分为文库制备和DNB制备两部分，用于测序文库制备。 /p p style=" text-align: center" img style=" max-width: 100% max-height: 100% width: 600px height: 408px " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202010/uepic/0fda5a10-f7e1-4498-8f8c-60f8c0c55f48.jpg" title=" 3.png" alt=" 3.png" width=" 600" vspace=" 0" height=" 408" border=" 0" / /p p style=" text-align: center margin-top: 10px margin-bottom: 10px line-height: 1.5em " 大人群基因组学一站式解决方案布局 br/ /p p style=" text-align: justify margin-top: 10px margin-bottom: 10px line-height: 1.5em " 　　而该方案的测序中心采用了超强定制的测序系统——DNBSEQ-T10× 4RS，这是基于华大智造独有DNBSEQ测序技术打造的超高通量测序仪，以满足超高通量测序需求。该测序系统的创新突破点在于，不同于以往华大智造测序平台采用的流道式芯片和封闭式反应系统，DNBSEQ-T10× 4RS运用了浸没式生化方案和开放式反应体系，实现了测序读长、测序质量以及成本投入之间的最佳平衡。一台DNBSEQ-T10× 4RS测序系统支持8张测序载片同时运行，每天可产出最高达20Tb(约200个高深度人类全基因组)的测序数据，单套测序系统可年产超过5万个高深度个人全基因组测序。 /p p style=" text-align: justify margin-top: 10px margin-bottom: 10px line-height: 1.5em " 　　采用该解决方案的前期测试数据显示， DNBSEQ-T10× 4RS测序系统检测SNP的准确度和灵敏度都超过99%，检测Indel的准确度和灵敏度超过98%，均已达到业内领先水平。 /p p style=" text-align: center" img style=" max-width: 100% max-height: 100% width: 600px height: 337px " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202010/uepic/b1cbd9a8-fdb6-4d01-a6aa-0b4a22c4183a.jpg" title=" T10× 4.jpg" alt=" T10× 4.jpg" width=" 600" vspace=" 0" height=" 337" border=" 0" / /p p style=" text-align: center " 运行中的DNBSEQ-T10 × 4RS /p p style=" text-align: justify margin-top: 10px margin-bottom: 10px line-height: 1.5em " 　　最后一个重要模块——数据中心则使用华大智造ZTRON基因数据中心一体机，可实现样本管理、实验室生产、生信分析及数据治理等全周期基因数据管理。 /p p style=" text-align: center" img style=" max-width: 100% max-height: 100% width: 600px height: 277px " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202010/uepic/9d09841f-83dd-4db0-b6b8-be188225a664.jpg" title=" 2.png" alt=" 2.png" width=" 600" vspace=" 0" height=" 277" border=" 0" / /p p style=" text-align: center margin-top: 10px margin-bottom: 10px line-height: 1.5em " ZTRON基因数据中心一体机 /p p style=" text-align: justify margin-top: 10px margin-bottom: 10px line-height: 1.5em " 　　据介绍，华大智造打造的“大人群基因组学一站式解决方案”拥有四大核心优势：第一，超高通量，单台测序仪年产高深度全基因组测序不低于5万人次 第二，超低成本，其所采用的新型测序方案可有效降低测序成本 第三，超强定制，能够实现全流程可定制化，满足五万到百万级基因组测序需求 第四，该方案从样本到报告全程实现自动化，使测序全流程操作更为便利。 /p p style=" text-align: justify margin-top: 10px margin-bottom: 10px line-height: 1.5em " 　　更进一步，通过其提供的基础版、扩容版方案，可根据客户需求设计设备数量与配置、场地、人员安排等，目前可实现测序深度30x、年产五万至百万的全基因组测序能力。 /p p style=" text-align: justify margin-top: 10px margin-bottom: 10px line-height: 1.5em " 　　 span style=" color: rgb(255, 0, 0) " strong 大人群基因组学项目成全球趋势：依托成熟技术，开启精准医疗新时代 /strong /span /p p style=" text-align: justify margin-top: 10px margin-bottom: 10px line-height: 1.5em " 　　近两年，华大智造凭借高通量测序整体解决方案及全流程运转能力，不断拓展高通量测序技术创新应用的想象空间。 /p p style=" text-align: justify margin-top: 10px margin-bottom: 10px line-height: 1.5em " 　　2019年9月，由华大智造自主研发的超高通量基因测序仪DNBSEQ-T7正式交付商用。作为全球日生产能力最强的基因测序仪，DNBSEQ-T7配备4联载片平台，四载片连载日产数据量高达6Tb，即一天最多可完成60例个人全基因组测序，是能够强有力推动测序产业跃迁的“超级生命计算机”。 /p p style=" text-align: justify margin-top: 10px margin-bottom: 10px line-height: 1.5em " 　　同年12月，阿联酋启动 “全民基因组计划”，其中华大智造负责建设高通量测序平台，为该计划提供了核心设备支撑，展示了我国基因测序设备制造领域的领先水平。 /p p style=" text-align: justify margin-top: 10px margin-bottom: 10px line-height: 1.5em " 　　当前，大规模人群基因组学研究项目成果正在全球范围内持续拓展，包括美国、新加坡、法国、阿联酋在内的多国政府先后启动国家级大人群基因组计划。不久前，英国政府颁布了全国性基因组学医疗保健战略——《基因组英国(Genome UK)》，将在未来持续利用基因组学对特定患者群体进行干预，以应对新的全球性流行病和公共卫生威胁，生命科学产业进入基因大数据时代。 /p p style=" text-align: justify margin-top: 10px margin-bottom: 10px line-height: 1.5em " 　　在此趋势下，市场亟需高质量的全面测序方案，华大智造“大人群基因组学一站式解决方案”此番推出，得益于其深厚的技术积淀、强大的自主研发能力及定制化整体解决方案能力，这将进一步推动基因检测技术普及惠民，推动精准医疗发展，加速推进“人人基因组时代”进程。 /p

据物理学家组织网报道，英国研究人员简化了基因组测序的标准流程，首次无需进行文库制备便完成了DNA(脱氧核糖核酸)单分子测序，而且新方法只要很少量的DNA就能获得序列数据，用量可低至不到1纳克(10亿分之一克)，仅为常规测序方法的500分之一到600分之一。 　　文库制备是指从测序前基因组样本中提取不同长度的DNA片段，这一过程不仅费力、费时，还会浪费DNA，而新技术能极大地减少DNA的损耗，并缩短测序时间。 　　该研究论文的第一作者、英国威康信托基金会桑格研究所的保罗· 库普兰说：&ldquo 我们用这种方法对病毒和细菌的基因组测序后发现，即使在相对较低的水平，我们也能够确定所检测的是何种有机物，不论样本中是否存在特定的基因或质粒(这对于确定抗生素耐药性很重要)，或者其他信息，如对特定DNA碱基的修改等。&rdquo 他表示，一旦技术得到优化，将在快速、高效地识别医院和其他医疗场所中的细菌和病毒方面具有很大的应用潜力。 　　研究小组利用第三代单分子测序系统PacBio RS演示了这种简化的直接测序方法。他们仅仅用800皮克(千分之一纳克)DNA来分析一个生物体的基因组，尽管测序仪只读取了基因组的70个序列片段，相对于常规测序方法获得的数据来说不过是很小的一部分，但这些信息足以让研究人员确定他们所检测的生物体的品种。 　　这项技术也使得科学家能够对此前无法识别的宏基因组(也称微生物环境基因组)样本中的生物体进行确认。&ldquo 为微生物测序，首先需要能够在实验室中培养它们。&rdquo 论文的主要作者、英国巴布拉汉研究所的塔米尔· 钱德拉说，&ldquo 这不仅耗费时间，而且有时候微生物不生长，为它们的基因组测序极其困难。&rdquo 他表示，新方法可以直接对微生物测序，短时间内便可确定其&ldquo 身份&rdquo 。 　　论文的另一主要作者、威康信托基金会桑格研究所的哈罗德· 斯维尔德洛说：&ldquo 我们的技术可以在对所测序列没有任何先验知识、没有特定微生物试剂的条件下，在很短的时间内操作，这是一种很有前途的替代手段，可应用于控制感染等临床需要。&rdquo

Tecan收购NuGEN Technologies，加快在基因组学领域的战略布局1、收购美国NuGEN，将使Tecan的专用解决方案扩展到二代测序（NGS）的试剂市场，并增加整体的重复性收入。2、NuGEN为基因组学中发展最快的领域提供创新的NGS试剂盒和基因组学样品制备试剂。3、NuGEN成为Tecan生命科学业务的一部分，充分利用Tecan的全球影响力以及在NGS样品制备自动化中的强势地位。4、收购价为5450万美元（5410万瑞士法郎），略低于2018财年NuGEN预期销售额的四倍。5、Tecan预计到2023年NuGEN的销售额将获得三倍的增长。6、预计到2023年，Tecan的基因组学战略将带来超过7500万瑞士法郎的销售额，包括NuGEN产品和新增的工作站。7、预计在未来几周内完成交易。瑞士Mannedorf，2018年8月16日 - Tecan集团（瑞士证券交易所代码：TECN）今天宣布收购总部位于美国的NuGEN Technologies, Inc.，以进一步将Tecan的专用解决方案扩展到二代测序（NGS）的试剂市场，从而进一步提高Tecan的整体重复性收入。NuGEN是创新的NGS试剂盒和基因组样品制备解决方案供应商，为基因组学领域中发展最快的部分提供服务，为生命科学研究和应用市场的客户提供服务。作为Tecan生命科学业务的一部分，NuGEN将受益于Tecan的全球覆盖、客户群以及由优化的NGS样品制备自动化平台获得的市场地位。收购价格为5450万美元（5410万瑞士法郎），将以现金全额支付，估值略低于2018财年NuGEN预期销售额的四倍。Tecan希望通过利用其全球业务和扩大关键地区的销售能力，在未来五年内将NuGEN的销售额提高三倍。由此次交易带来的广泛的基因组学战略的加速执行，包括NuGEN和新型专用工作站，Tecan预计到2023年通过该计划将产生超过7500万瑞士法郎的年度销售额。此外，Tecan预计该交易将在2022年交易相关摊销前增加每股收益（EPS）。交易预计将在未来几周内完成。此次收购对Tecan 2018年财务业绩的预期影响今日发布在另一份新闻稿中，该新闻稿公布了2018年上半年的财务业绩。Tecan首席执行官David Martyr博士评论说：“NuGEN创新的NGS试剂盒和基因组样品制备解决方案是我们行业的基因组应用自动化工作站的极大补充。通过此次收购，我们正在加速我们广泛的基因组学战略，并进一步增加我们的重复性收入。进一步为生命科学领域增长最快的市场之一提供专用解决方案，我们将能够在未来几年内提高Tecan的市场平均增长率。NuGEN将成为我们NGS试剂的卓越中心，我们很高兴欢迎新同事加入Tecan。”NuGEN首席执行官兼Tecan NGS试剂业务指定副总裁兼总经理Nitin Sood表示：“我们非常高兴与Tecan合作，将我们市场新一代测序文库制备技术与Tecan在自动化和检测方面的核心竞争力相结合，为客户提供完整的解决方案。Tecan的全球足迹和能力将加速我们的创新渠道，为我们的客户和员工带来利益。”NGS样品制备试剂的供应商NuGEN为二代测序（NGS）和微阵列提供创新的基因组样品制备，适用于广泛的样品类型，包括来自组织的RNA和DNA，预处理和保存的组织样品（FFPE，福尔马林固定-石蜡包被），单细胞和液体组织活检（如血液样本）。NuGEN创新能力的一个例子是新推出的基于NuQuant文库系统的Celero（TM）DNA-Seq，它为研究人员提供了简化的文库制备工作流程，并能对DNA测序提供整合的定量。二代测序技术由于能获得丰富的遗传信息而正在改变包括癌症研究在内的整个生命科学。NGS工作流程由多个复杂步骤组成，其中的几个需要在样本加载至测序仪之前执行。测序前最关键的步骤是所谓的文库制备，其中许多样品是并行处理的，正确的处理样本是测序成功的关键。文库制备的质量对测序数据的重复性和可用性有重大影响，从而最终影响整体测序的质量。在处理大量样品的情况下，文库制备实际上比测序本身的成本更高。文库制备市场一直在以超过10％的速度增长，估计规模超过10亿美元，占整个测序市场（约60亿美元）的重要份额。NGS的成本正在下降，使得该技术更加经济实用且可以广泛使用。 NGS的应用和快速增长的样本数量增加了对自动化的需求，这是Tecan的优势，特别是在基因组学领域。通过自动化，实验室可以提高通量并消除不必要的手动步骤和错误。 NuGEN的产品适合自动化，可提供快速简单的工作流程，旨在减少处理每个样品的时间和成本。与NuGEN一起，Tecan可以利用其自动化的专业知识和基因组学仪器市场的地位，为NGS文库制备提供完整的解决方案，包括专用的工作站、消耗品和差异化的NGS试剂。凭借公司的全球业务，Tecan具备在北美、欧洲以及中国拓展市场覆盖、提升销售能力的机会。NuGEN成立于2000年，位于美国加利福尼亚州硅谷的生物技术中心，拥有70多名员工。关于帝肯（Tecan）Tecan是全球极具竞争力的生物制药、法医学和临床诊断实验室仪器和解决方案供应商。公司专门为生命科学领域的实验室开发、生产和销售自动化工作流程解决方案。其客户包括制药和生物技术公司、科研研究部门、法医和诊断实验室。作为OEM制造商，Tecan还是开发和制造OEM仪器和组件的领导者之一，然后由合作伙伴公司分销。公司于1980年在瑞士成立，在欧洲和北美拥有制造和研发基地，并在52个国家/地区设有销售和服务网络。 2017年，Tecan的销售额为5.48亿瑞士法郎（5.6亿美元 4.94亿欧元）。 Tecan集团的注册股份在瑞士证券交易所（TECN ISIN CH0012100191）上交易。

“最近，这种菌都脱销了，订单有两厘米厚。”中国普通微生物菌种保藏管理中心(CGMCC)高级工程师辛玉华近日在接受《中国科学报》记者采访时说。她所说的菌叫作格氏嗜盐碱杆菌。自河北科技大学副教授韩春雨因利用该菌实现基因组编辑技术NgAgo-gDNA而出名之后，这种在保藏室里睡了20年“大觉”的古菌也跟着火了。　　据透露，该菌种是1996年由中科院微生物所老所长周培瑾从苏格兰交换到中国的，其最先分离自肯尼亚马加迪湖。这种菌只是CGMCC保藏的数千种微生物中的一员。通常，它们或是通过真空冷冻干燥法，或是通过-190℃左右的液氮超低温冻结法处于休眠状态，其中一些甚至已在冷藏室中睡了半个多世纪。然而，一旦有需求，它们就会被唤醒并投入工作。　　“CGMCC就像一个‘生物银行’，通过整合大家的力量，汇集研究中获得的各种微生物菌种，并将其功能转变为生物技术服务于社会。”微生物所副所长东秀珠对《中国科学报》记者说。　　生命的“银行”　　据悉，目前CGMCC保存的各类微生物资源超5700种，5万多株。它们按保藏形式可分为公开、非公开以及专利程序保藏等。“若从专利微生物保藏数量来看，我们的保藏量已超过1万株，在全球位居第2位。”辛玉华说。　　与其他知识产权专利不同，微生物是唯一一种可通过专利保护的生命形式。过去几年来，我国专利微生物年保藏量增长速度一直位居世界第一。若加上武汉大学典型培养物保藏中心(CCTCC)的相关数据，我国在78个《国际承认用于专利程序的微生物保存布达佩斯条约》签约国中，保藏量已仅次于美国。　　“CGMCC是公益性机构，一株菌只有500～1000元，不仅价格不贵，而且质量有保证。”东秀珠说。否则，如果科研人员自己分离菌种，在国际上得不到承认就会造成麻烦 同时，新微生物物种也需要经过权威鉴定、保藏才能在国际期刊生效发表，而CGMCC就具有这样的权威性。　　该中心可保证微生物不会死、不被污染、避免退化。以放线菌为例，东秀珠介绍说，临床所用抗生素药物的70%来自微生物中的放线菌，而这类细菌在生产中最怕传代，因为反复传代就会退化。而该中心已经保藏了7000余株状态良好的放线菌。　　战略性宝藏　　关于菌种保藏的意义，东秀珠给记者讲了一个故事。聚合酶链式反应(PCR)就像“DNA复印机”一样，能实现体外DNA扩增，对分子生物学具有划时代的意义，美国生化学家凯利?穆利斯也因发明该技术获得了诺奖。但穆利斯一开始使用的大肠杆菌DNA聚合酶不耐高温，每次循环都要重新加入，非常麻烦。后来，他从美国生物保藏中心找到产生耐高温Taq酶的嗜热微生物，才使PCR广泛应用。　　目前，CGMCC已经汇集了我国(除高致病菌外)80%的微生物物种。随着知识的积累，很多微生物正在被“唤醒”，并在各个领域一展身手。　　例如，抗癌药物紫杉醇来源于生长速度缓慢的红豆杉，但若将其基因放在微生物中生产该蛋白并合成药物，就能大批量快速生产 生产汽车轮胎需要大量橡胶树，微生物所研究人员已在CGMCC找到了相应的微生物前体 该所研究人员还筛选制备了可用于多种青草的青储饲料菌剂，促进了西部数省畜牧业的发展。　　此外，CGMCC还打造了一支以博士牵头的技术团队。“他们一半时间做管理，一半时间做科研，不断提高保藏技术并满足日益提升的科研需要。”东秀珠说。正因如此，很多国家级微生物项目直接落到了该中心的头上。比如，环保部指定CGMCC为进口环保菌剂的鉴定部门。国家质检总局、中国海关等也在技术层面与中心合作，建立检疫性真菌检测的国家标准。　　支撑未来发展　　今年5月，美国宣布启动“国家微生物组计划”，这是继2012～2014年美国在微生物学研究领域投资9.22亿美元之后的又一重大举措。目前，在微生物所科学家的倡导下，我国正在推进微生物组研究计划，竞争国际微生物领域战略高地。东秀珠认为，CGMCC必将发挥更大的支撑作用。“微生物资源是生物技术创新的重要源泉。未来，微生物资源保藏一定要保证，这个要是丢了，几代人都积攒不起来。”她严肃地说。　　“至今为止，地球上99%的微生物我们还不知道如何培养。”东秀珠说，“只有经过培养，才知道它们适宜什么样的环境，能够做什么，也才能实现利用，所以未来发展空间很大。”　　好消息是，当前我国专利微生物菌种年保藏量每年都达到4位数。不仅如此，2011年，世界微生物数据中心(WDCM)作为我国生命科学领域的第一个世界数据中心从日本落户中国，也体现了我国在微生物研究领域的竞争实力。　　然而，我国生物保藏仪器设备研发却依旧存在短板。作为全国最先进的微生物资源服务中心，CGMCC有着全世界一流的实验设备，然而记者在实验室里看到，诸如氨基酸分析仪、紫外可见分光光度计、变性高效液相色谱仪等必备高端设备均产自德国、美国、日本，而国产的仅有普通冰箱、电磁炉、色谱仪等低端设备。“我们的工业制造确实需要提升，否则怎么竞争?”辛玉华说，当前我国在科研设备方面尤其需要自主创新。

为充分展示植物基因组研究领域的重大进展，推动我国植物基因组学研究的深入和农业生物技术产业的快速发展，第十三届全国植物基因组学大会于2012年8月19-22日在山东省泰安市召开。会议邀请了国内外植物基因组学研究领域知名科学家作学术研究报告。 　　五洲东方作为赞助商参加了此次大会，展示的产品有德国BRAND全套移液体系列产品(移液器、瓶口分配器等)，自有品牌BIODROPSIS超微量核酸蛋白测定仪BD-2000，加拿大Biocomp全自动密度梯度制备仪等，受到了广大与会者的关注。同时，我们在会议现场举办了&ldquo Percival拟南芥培养箱有奖问答&rdquo 活动，大家在会议休息时间纷纷领取问卷参与答题，还饶有兴致的与产品专家讨论答案，最后领取了精美小礼品。 　　最值得一提的是广州聚能公司倾情协助我们参加了此会议。聚能超高压连续流细胞破碎机利用超高压能量使样品通过狭缝瞬间释放，在剪切效应、空穴效应、碰撞效应的作用下使细胞破碎，使物质匀质、分散、乳化、颗粒纳米化。世界唯一的样品破碎全过程都在4℃-6℃的低温循环水浴中进行，保持原有物质活性和性能。其卓越的性能吸引了众多客户垂询。 　　五洲东方会更努力的为用户提供更全面更优质的服务!

p style=" text-align: center " img title=" 001.jpg" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201712/insimg/4ff2dbe1-e196-45d3-8e15-c70b870d0740.jpg" / /p p 　　科学家们希望通过绘制中国人精细基因组图谱，来研究疾病健康和基因遗传的关系。 /p p 　　此次启动的“中国十万人基因组计划”覆盖地域包含我国主要地区，涉及人群除汉族外，还将选择人口数量在500万以上的壮族、回族等9个少数民族。 /p p 　　基因是DNA上有遗传效应的片断，人类的生、老、病、死等都与基因有关。而基因组和基因是整体与部分的关系，人类基因约有25000个，基因组研究的目的就是要把人体内这25000个基因的密码解开，从而破译人类的遗传信息。此次基因组计划，就是要绘制我们民族的基因图谱。 /p p 　　项目首席科学家 王亚东教授：主要目标是研究中国人从健康到疾病是怎么转化的，为中国的医学研究或者是临床诊断、治疗疾病提供参考。 /p p style=" text-align: center " img width=" 500" height=" 352" title=" 002.png" style=" width: 500px height: 352px " src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201712/insimg/779230ba-5597-4007-94f3-8ae2367a7247.jpg" border=" 0" vspace=" 0" hspace=" 0" / /p p 　　中科院院士 国家人类基因组南方研究中心主任赵国屏：那么这一点做下来以后，实际上是为我们中国人，包括汉族和各个少数民族在内，今后做中国人的疾病健康相关的遗传背景的认识，会有极大的好处。 /p p 　　按照计划，整个项目将在四年内完成全部的测序与分析任务，这也将是当前世界上推进速度最快的基因组工程。 /p p /p

p 　　近日，Illumina宣布推出一款全新的全基因组测序（WGS）文库制备产品——Nextera DNA Flex，它让全血和唾液样本省去了样本制备，也让文库制备流程跳过了一些繁琐步骤，比如DNA的机械片段化、定量和归一化。Nextera DNA Flex提供了一个快速、整合的流程，适合广泛的应用，从人类全基因组测序到扩增子、质粒和各种微生物的WGS文库制备，并且与Illumina各款测序仪完全兼容。预购产品于本周开始发货。 /p p 　　“Illumina团队开发出一种全新的技术，可明显减少文库制备过程中的步骤，组成Illumina文库制备产品线中最快速最灵活的解决方案。我们相信，Nextera DNA Flex的简约、通用及表现将使其成为WGS及其他应用中的转型技术，”Illumina产品营销的副总监Giovanna Prout谈道。“令人激动的是，它还为NGS新手客户提供了一个简单、可靠且易行的切入点。” /p p 　　“Nextera DNA Flex代表了一种全新的分析平台，旨在支持多款产品的开发，简化客户流程，并催化无限的新应用，”Illumina产品营销的高级总监Kevin Meldrum说。“Nextera DNA Flex的开发和商业化反映了Illumina对创新的承诺，我们致力于打造客户可以信赖的全面的测序解决方案。此外，我们的合作伙伴可以利用Nextera的核心技术组件，作为其文库制备试剂盒的组分，以支持更多应用的开发。” /p p 　　尽管新一代测序（NGS）技术的进步已经加速了基因组学研究的脚步，但许多实验室在NGS流程的文库制备阶段仍然遭遇瓶颈。文库制备前后都需要多个步骤，这让许多实验室都要延误不少时间，才能开始测序过程。文库制备前的步骤包括DNA提取、定量和片段化，而文库制备后的步骤包括文库质量评估、文库定量和归一化。Nextera DNA Flex允许直接加入血液和唾液样本，不需要辅助设备和试剂来提取DNA，在测序之前也不需要定量样本浓度。 /p p style=" text-align: center" img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201710/insimg/8ce6b9ee-4172-43a6-aff8-4fb94206f4dc.jpg" title=" 1.jpg" / /p p Nextera DNA Flex文库制备的亮点包括： /p p strong 快速的文库制备流程 /strong /p p 通过On-Bead Tagmentation节省时间和减少手动接触点，从而将文库制备的整体周转时间缩短到三小时以内。 /p p strong 整合的样本制备 /strong /p p & nbsp 通过整合各种样本（血液、唾液、干血斑和菌落）的DNA提取方案来提高文库制备的效率。 /p p strong 灵活的流程和广泛的DNA起始量 /strong /p p 支持各种类型的基因组和广泛的起始量（1–500ng），简化日常操作。 /p p strong 应用范围广泛 /strong /p p 支持人类或其他大型/复杂基因组以及扩增子和微生物、寄生虫或真菌物种的测序。 /p p strong 文库制备性能经过优化 /strong /p p 获得大小一致的插入片段和高的覆盖均一性，且手动操作时间最短，兼容自动化。 /p p & nbsp /p p 如欲了解更多信息，请访问Illumina.com官网。 /p

第七届国际基因组学大会(The 7th International Conference on Genomics )于11月28日在香港九龙香格里拉大酒店隆重召开。 本次会议由华大基因研究院(BGI)主办，吸引了全球约300名从事基因组学研究的科学家、生物制药界的专家，以及IT技术和生物信息学分析的工程师。本次大会着重介绍了基因组学领域的最近技术进展，同时设置了多个分会场，聚焦当下最受人注目的农业育种、医疗健康、癌症疾病、生态环保及生物信息学领域等热门话题，深入探讨基因组学研究和生物信息学分析对人类未来的深远影响。 Life Technologies受邀参加本次基因组学大会，带来了最新的Ion Torrent Proton&trade 样机展示，并向与会听众报告半导体芯片测序技术的最新进展。 会议期间，Life Technologies大中国区销售总监 Dale Patterson先生向大会作了名为&rdquo Recent Advances in Semiconductor Sequencing&rdquo （半导体测序新进展）的报告。在报告中，他简要介绍了半导体芯片测序平台Ion Torrent PGM&trade 与Proton&trade 的历史与现状。他提到，半导体芯片测序技术的发展完全体现了摩尔定律，从PGM&trade 于2011年推出开始，每半年数据质量和通量都会有质的飞跃。 Life Technologies大中国区销售总监 Dale Patterson先生在会上发言 此外，Proton&trade 和PI芯片也已于今年第三季度开始全球发货；Dale 提到，展望Ion Torrent测序平台的前景，随着雪崩技术（Avalanche， ePCR-free 技术）的来临，Ion Torrent有望再一次为基因组学研究者们提供速度更快、通量更高的实验平台。 在应用方面，2013年Life Technologies将目光投向了诊断医疗。为了更快更好的为病人提供服务，Life Technologies把研究重点放在如何缩短样品制备、减少人工操作。Ion Chef将在明年上半年推出&mdash &mdash 它把模板制备、上样集合于一体，大大简化了操作流程、缩短了准备时间，更快地为医生诊断提供判断依据。 来自美国威斯康辛医学院的Ulrich Broeckel教授向参会代表介绍了他的最新研究成果。他使用Ion Torrent PGM&trade 平台，以肠炎为例研究T细胞外围受体多态性。T细胞是影响人体免疫系统和发炎、免疫反应的重要因素之一。而T细胞受体受基因的控制有不同的表现形式，并对抗原的反应也不同。对T细胞受体研究来说，PGM&trade 正适用于此类基因片断分析 ，运行速度快，而且运行成本较低，帮助了Broeckel教授以前所未有的深度来研究T细胞受体。 美国威斯康辛医学院的Ulrich Broeckel教授正在进行演讲 在为期三天的大会期间，Life Technologies与来自世界各地的基因组学的学者专家彼此探讨、互相交流，令与会嘉宾都能有所收获、满意而归。 来宾与Life Technologies工作人员进行交流 Life Technologies在现场展台

2022年9月22日，中国农业科学院作物科学研究所联合中国科学院微生物所、山东省农业科学院农作物种质资源研究所、国际半干旱热带作物研究所和澳大利亚默多克大学等国内外多家单位在Nature Genetics上以长文的形式发表了题为Improved pea reference genome and pan-genome highlight genomic features and evolutionary characteristics的研究论文。研究团队完成了中国豌豆主栽品种“中豌6号”的基因组组装和解析，解决了长期以来悬而未决的豌豆基因组精细物理图谱组装难题，揭示了豌豆基因组结构和进化的独特特征，发掘了一批与粒型、株高和荚型等孟德尔性状和重要农艺性状相关的位点和基因，同时构建了栽培和野生豌豆泛基因组，展示了豌豆近缘野生种和地方品种作为未来豌豆育种改良资源的巨大潜力。高质量的参考基因组、注释和泛基因组对豌豆种质资源挖掘利用和育种改良的基础与应用研究具有重要参考价值和指导作用，同时也为其他豆科作物基因组和泛基因组研究提供了重要借鉴。自孟德尔发现遗传定律以来，豌豆作为遗传研究的“明星”植物，受到了学界和公众的广泛关注。豌豆 (Pisum sativum L., 2n=2x=14) 是一年生冷季食用豆类，属于豆科（Leguminosae）、蝶形花亚科（Papilionoideae）、野豌豆族（Viceae）、豌豆属（Pisum L.）。豌豆富含蛋白质、淀粉、纤维素和多种矿物质，是粮菜饲兼用的食用豆类作物，在世界范围内广泛种植。据FAO统计资料显示（http://www.fao.org/faostat/），世界豌豆的总产量和种植面积逐年增加，中国豌豆特别是鲜豌豆的总产量与种植面积也增长迅速。同时，豌豆的生物固氮能力可以减少氮肥使用，有效改善土壤结构，还可作为倒茬作物减少病虫害，促进农业和自然生态系统的可持续发展。作物种质资源是支撑农业发展创新和作物遗传改良的物质基础，目前国家作物种质库保存豌豆种质资源达到7000余份，蕴藏着丰富的遗传多样性，亟待深入挖掘和利用【1】。图1 中豌6号形态特征及豌豆种质资源多样性豌豆基因组大小约为4.28 Gb，远大于大豆（4倍）、鹰嘴豆（6倍）、普通菜豆（7倍）、绿豆和小豆（8倍）等其他豆科作物基因组，其基因组中有超过80%的重复序列。由于豌豆基因组的复杂性，直到2019年，国际上才公布了第一版以二代测序技术（Next Generation Sequencing, NGS）为主的豌豆参考基因组，为豆科植物基因组进化提供了新的见解【2】。然而，由于NGS技术的短板，这一版基因组组装得到的218,010个contigs的 N50 值仅为37.9 Kb，组装结果碎片化严重，尤其是在复杂的重复区域，与高质量参考基因组的标准相去甚远【2】。此外，研究表明，与国外豌豆种质资源相比，中国豌豆具有独特的遗传背景和丰富的遗传变异【3】。由于缺乏豌豆高质量基因组和精细物理图谱，严重滞后了豌豆重要农艺性状的遗传解析和种质资源挖掘利用进展，尤其阻碍了对国内外不同豌豆种质资源的综合利用。为了解决上述科学难题，研究团队利用中国豌豆主栽品种“中豌6号（ZW6）”，以PacBio 单分子实时 (SMRT) 测序为基础，结合 10x 长片段测序、Bionano 光学图谱和染色质三维构象捕获 (Hi-C)，以及 Illumina NGS 技术，联合优化多种组装策略，完成了迄今为止最高质量的豌豆基因组精细图谱和基因注释（图2）。该基因组组装大小约为3.8 Gb，序列对总共7条染色体的定位率达到97.96%，组装的contig水平N50达到了8.98Mb。通过遗传图谱一致性评估、BUSCO分析、Merqury分析以及LAI分析在内的综合基因组组装评估方法，均表明该组装在连续性、准确性和完整性方面表现优异。此外，该组装共注释出47,526个编码基因，并且在基因完整性、调控区完整性、转座子组装完整性和注释完整性方面均得到了明显改善。豌豆基因组高质量精细物理图谱的获得，拓宽了我们对豌豆巨大基因组背后遗传学的了解，为豌豆重要农艺性状的遗传解析和种质资源的挖掘利用提供了宝贵基因组资源。图2. 豌豆基因组的重要特征。豌豆大约在10,000 年前被驯化，被认为是最早驯化的豆类作物之一。然而，尽管它在推进植物遗传学方面发挥了关键作用，但豌豆属内的物种划分长期存在争议，其驯化过程仍不清楚【4】。研究团队基于118个栽培和野生豌豆的全基因组重测序数据，不仅揭示了栽培和野生豌豆SNP、InDel和SV等不同变异类型的基因组多态性特征，同时基于SNP和SV多态性变异信息的群体遗传结构和系统发育分析，阐明了栽培和野生豌豆的群体遗传结构，支持豌豆属内包含3个物种P. fulvum、P. sativum 和 P. abyssinicum的结论。同时在 P. sativum中鉴定出了三个遗传分组，其中 P. sativum II (PSII) 和 P. sativum III (PSIII) 主要对应于代表亚洲和欧洲不同地理区域栽培豌豆的两个遗传分组，可能与豌豆驯化后的传播途径有关（图3）。以上结果解决了长期以来关于豌豆属物种划分的争议，为豌豆起源驯化提供了新的基因组学证据，也为豌豆种质资源的综合开发利用提供了科学依据。图3 基于SNP (a, b, e)和SV (c, d, f)的118份栽培和野生豌豆的群体遗传结构。孟德尔通过研究豌豆的七个性状发现了遗传规律，开创了遗传学研究的先河。在过去的几十年中，孟德尔研究的四个性状包括粒型（R/r）、株高（Le/le）、子叶颜色（I/i）以及种皮和花色（A/ a)的四个基因位点已经被克隆并进行了功能分析；而其他三个孟德尔性状，果荚颜色 (GP/gp)、荚型 (V/v) 和花的位置 (Fa/fa)相关的基因位点尚未解析【5】。为了探索豌豆重要农艺性状的遗传基础，研究团队利用GBS测序对WJ×ZW6杂交构建的300个F2群体中的12个农艺性状进行了QTL分析（图4），鉴定出了25 个与12个农艺性状相关的QTLs，其中有三个为孟德尔性状相关位点和基因，包括控制粒型（圆粒/皱粒，R/r）和株高（高/矮，Le/le）的孟德尔基因，以及与荚型（硬荚/软荚，V/v）相关的候选基因。图4 豌豆12个农艺性状QTL分析结果以及与孟德尔性状相关的3个QTL位点和基因【5】。越来越多的研究表明，单一的参考基因组不足以代表一个物种，特别是对于豌豆这类经历过长期驯化的物种，而泛基因组分析为作物种质资源变异解析和挖掘利用提供了有效手段。为了更深入地了解栽培和野生豌豆的多样性，研究团队构建了基于116个栽培和野生豌豆全基因组测序的泛基因组（图5），发现栽培和野生豌豆种质资源大部分泛基因组多样性主要存在于不同物种和遗传分组之间，并且以特有基因组序列的形式存在。对豌豆泛基因的存在/缺失变异模式（PAV）分析发现，随着新基因组数目的增加，核心基因的数量减少，而泛基因的数量增加，并逐渐趋于饱和（图5a）。同时，在多个豌豆基因型中存在的核心基因在其他27 个植物基因组中也更保守（图5b），表明它们具备通用的核心功能。基于跨基因组同源基因系统发育分类方法（HOG），研究人员将116个泛基因组的基因聚类生成 112,776个泛基因簇，在不同物种之间显示出差异显著的PAV模式（图5c）。对不同泛基因分组中特有泛基因的 GO 分析显示出保守基因和可变基因之间的不同功能富集。值得注意的是，P. abyssinicum独特的泛基因在刺激和化学反应方面富集，而P. fulvum的泛基因在发育、生长、繁殖、细胞骨架等方面富集，进一步证实了豌豆野生近缘种和地方种质资源作为育种材料在未来提高豌豆品种抗性和产量方面的潜在价值。图5 116个代表性栽培和野生豌豆的泛基因组分析结果（包括 ZW6）。总之，研究人员克服了复杂基因组组装的多重障碍，成功绘制了中国豌豆基因组高质量精细物理图谱，还构建了栽培和野生豌豆泛基因组，揭示了豌豆基因组进化特征、群体遗传结构与重要性状的分子基础，为豌豆起源驯化、基因挖掘、种质创新和育种改良以及豆科植物比较基因组学研究提供了重要借鉴和宝贵资源。这项研究邀请了澳大利亚默多克大学Rajeev K Varshney教授共同开展国际合作研究，他认为这次研究成果为公众提供了高质量的豌豆参考基因组，产生的基因组资源不仅有助于豌豆的遗传基础研究，以应对气候变化带来的挑战，还将促进豌豆优异基因的挖掘和优良品种的开发。此外，宗绪晓课题组及其合作团队还建立了豌豆遗传转化体系，利用CRISPR/Cas9基因编辑体系成功实现对豌豆PDS基因的编辑【6】。恰逢孟德尔诞辰200周年，豌豆高质量基因组和泛基因组的发布，以及豌豆基因编辑技术体系的建立将为豌豆重要农艺性状的遗传解析和种质资源的挖掘利用提供有力的技术支撑。中国农业科学院作物科学研究所杨涛副研究员和刘荣助理研究员、中国科学院微生物研究所骆迎峰副研究员和胡松年研究员以及山东省农业科学院农作物种质资源研究所王栋助理研究员为论文的共同第一作者。中国农业科学院作物科学研究所宗绪晓研究员、中国科学院微生物所高胜寒特别研究助理、山东省农业科学院农作物种质资源研究所丁汉凤研究员、国际半干旱热带作物研究所和澳大利亚默多克大学Rajeev K Varshney教授为论文的共同通讯作者。中国科学院植物研究所葛颂研究员，西北农林科技大学徐全乐副教授、山东省农业科学院作物种质资源研究所李娜娜副研究员、云南省农业科学院何玉华研究员、青海大学刘玉皎研究员、江苏沿江地区农业科学研究所王学军研究员、四川省农业科学院项超副研究员以及中国农业科学院作物科学研究所研究生王晨瑜、李冠、黄宇宁、季一山、李孟伟，国际半干旱热带作物研究所Manish K Pandey和Rachit K Saxena博士，也参与了该项研究。辽宁省农业科学院李玲研究员，澳大利亚谷物种质库Bob Redden教授和美国农业部农业研究中心、华盛顿州立大学胡锦国教授对项目开展提供了重要帮助。豌豆基因组研究得到了科技部国家重点研发计划（2018YFD1000701/2018YFD1000700）、中国科学院青年创新促进会（2017140）、山东省农业品种改良项目（2019LZGC017）、中国农业农村部食用豆现代产业技术体系（CARS-08）、国家自然科学基金（31371695和31801428）、山东省农业科学院科技创新项目（CXGC2018E15）、作物种质资源保护（2130135）、山东省农科院科技创新项目产业团队农业科学（CXGC2016A02）、山东省现代农业产业技术体系粗粮创新团队（SDAIT-15-01）、中国农业科学院创新工程（ASTIP）和山东省农业科学院青年研究基金（2016YQN19）等项目的支持。

7月6日，记者从位于郑州的中国林科院经济林研究开发中心了解到，该研究中心副主任杜红岩研究员主持的项目“杜仲育种群体建立与综合利用技术研究”取得重大突破，日前通过国家林业局验收。项目选育出的10个杜仲良种通过国家林木良种审定，获得国家发明专利14项，荣获国家和省部级科技进步奖5项；绘制完成杜仲全基因组精细图，成为我国第一个天然橡胶植物基因组精细图和世界上第一个木本药用植物基因组精细图。专家表示，该研究确定了杜仲橡胶高效合成的上游途径、关键酶基因和关键时期，对我国杜仲橡胶新材料、木本油料和现代中药产业发展起到了有力的推动作用，为解决天然橡胶资源匮乏问题奠定了坚实基础。据介绍，橡胶作为重要的战略物资，被广泛应用于工业、农业、医疗卫生及航空、军事等高科技特殊领域。由于我国适宜种植天然橡胶的范围非常有限，对国外依存度高达80%，开发第二橡胶资源迫在眉睫。杜仲又名胶木，是第四纪冰川留下的古老树种和我国特有的木本油料、名贵木本药用树种，更是世界上适用范围最广的重要胶原植物。它的树叶、树皮、树根和果皮等均富含一种白色丝状物质—杜仲胶，是除三叶橡胶外最具开发潜力的天然橡胶资源和特有的国家战略储备资源。为支撑杜仲产业快速和持续健康发展，项目对杜仲长期育种工程与综合利用技术进行了系统研究，取得了具有良好产业化前景的重要研究成果。在育种工程研究方面，研究团队在全国27个省区市收集杜仲种质资源1000余份，搜集国外种质资源18份，建立了我国最大的杜仲基因库，选育出“华仲1号”～“华仲12号”等杜仲良种；完成了杜仲全基因组精细图绘制工作，揭示了中国杜仲的遗传多样性和基因交流程度，初步建立了杜仲遗传转化体系。在栽培模式创新与高效栽培技术研究方面，研究出的杜仲果园化栽培模式，实现了杜仲培育技术历史性突破和重大创新，引起国际天然橡胶界的轰动。在河南、山东、陕西、甘肃、湖南等地技术示范成效显著，河南省杜仲高产果园盛产期亩收入达6000元以上，比传统栽培模式提高5000元。在综合利用技术与产业化开发方面，首创杜仲雄花茶饮料、杜仲红茶等，研究出杜仲油精炼、亚麻酸油抗氧化及杜仲亚麻酸软胶囊生产技术；研发出国家发明专利“一种利用药用植物剩余物生产的功能饲料及其制备方法”，杜仲叶功能饲料能够明显改善鸡和猪的肉质，同时能显著降低鸡蛋中胆固醇含量。杜红岩表示，杜仲产业涉及橡胶、航空航天、军事国防、船舶、交通、通信、电力、医药、农林、食品、畜牧水产养殖、生态建设等领域，产业化前景十分广阔。

p strong MiniSeq 测序仪使得每个实验室可以拥有自己的NGS系统 br/ Infinium XT 实现高通量的基因分型 br/ Illumina 预览 Firefly 项目：创新性的基于半导体的测序系统 /strong /p p br/ Illumina, Inc.(NASDAQ: ILMN)，全球测序和芯片技术的领导者，今天宣布在其行业领先的新一代测序（NGS）产品线的基础上推出最新型的系统，MiniSeq测序系统。在J.P.摩根健康大会上，Illumina还宣布推出Infinium XT，以及预览了Firefly项目，这将商业化一款新型的基于半导体的测序系统。 /p p br/ /p p img style=" WIDTH: 600px HEIGHT: 333px" title=" MiniSeq" border=" 0" hspace=" 0" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201601/uepic/7ba2be1b-caf6-43f0-9a40-ec85741f76c1.jpg" width=" 600" height=" 333" / /p p br/ /p p br/ /p p span style=" COLOR: rgb(255,192,0)" strong Illumina MiniSeq 测序系统 & nbsp /strong /span & nbsp & nbsp & nbsp br/ /p p br/ /p p “Illumina一直致力于便捷化测序及基因分型系统，并且不断推动成本的降低，以推动基因组学的发展。MiniSeq测序系统和Infinium XT技术正是基于此传统，将助力研究者和应用人员前所未有的解码基因组” Illumina CEO Jay Flatley说到。“通过这些新产品，以及Firefly项目的发展，我们将激动地看到在全世界范围内解码基因组的客户的增长。” /p p br/ /p p strong MiniSeq 系统 /strong & nbsp & nbsp br/ br/ 新型的MiniSeq系统使得每个感兴趣靶向测序的实验室可以采用Illumina可靠的测序技术。按键即可启动便捷的应用，此台灵活的台式测序仪可在一次运行中开展广泛的DNA和RNA测序应用，从检测单个基因到整个通路。更低的仪器价格，以及高性价比的运行成本，MiniSeq实际上将使得任何实验室都可以采用NGS技术，无论样本数量的多少。 br/ br/ 基于科研应用的MiniSeq系统被设计及商业化为完整的测序解决方案的一部分，它可以使得有经验的用户，以及刚刚接触NGS的研究者都可以通过易用的从文库到结果的工作流程，以及集成于仪器的对于众多实验支持的数据分析，快速地得到结果。此测序仪还可以顺畅地将数据推送到BaseSpace?，Illumina基于云端和本地的基因组计算环境。兼容Illumina一整套文库制备方案，以及Illumina科学家和工程师完整的技术支持，MiniSeq系统是分子生物学，肿瘤转化医学研究者，以及分子病理学家从事众多常见应用的理想的NGS解决方案。 br/ br/ /p p MiniSeq系统将于2016年第一季度初开始发货。 /p p 请访问：www.illumina.com/miniseq 以获得更多信息。 /p p br/ strong span style=" COLOR: rgb(255,192,0)" Infinium XT & nbsp /span /strong & nbsp br/ br/ Infinium XT基于成功的Infinium产品家族，可提供Illumina迄今为止最高通量的芯片分析。96样本格式的BeadChip可使得实验室从事大样本量的基因分型，每个样本可以检测多达50,000个位点，从而实现每年一百万个或更多的样本分析。这是一个理想的农业基因组学应用的解决方案，它可以进行少量位点的分析，因而尤其适用于品系，肉品追踪，以及基因组选择的应用。此产品同样适用于人类研究，尤其是基于大规模靶向基因分型的生物样本库和个体化医学计划。 br/ br/ Infinium XT将于2016年第三季度开始发货。 br/ br/ span style=" COLOR: rgb(255,192,0)" strong Firefly项目 & nbsp /strong /span & nbsp br/ br/ Illumina同时预览了一个将普及NGS和真正全球化基因组应用的新型测序系统。这是一台高度可靠和易于使用的NGS平台，将提供给客户更低的投入以及即插即用的便捷。这将是最为整合的测序仪，系统将使得用户可以从纯化的DNA起始直接获得结果，从而成为任何实验室理想的解决方案。采用Illumina数字微流体技术，第一个模块将在文库制备舱中简捷、高效的同时处理8个标准化样本。另外一个试剂舱用于测序，放置于第二个模块中，将在半导体芯片上进行一通道版本的Illumina边合成边测序化学原理。数据可以便捷的传送到BaseSpace进行分析。 br/ br/ 此新系统的原始测序错误率将低于百分之一，数据质量与HiSeq XTM相当，而优于其他基于半导体的测序系统。数据产出量约为每次运行 1.2G，此平台适用于广泛的市场，包括科学研究，肿瘤学，传染病，遗传疾病，以及生殖医学。 br/ br/ /p p Illumina预计将于2017年下半年商业化此系统，两个模块整体的价格会更低。对于一次运行8个样本的客户，我们将努力使每样本耗材价格接近100美金。 /p p br/ /p

Illumina公司称新的测序仪将是公司利润增长的引擎。 　　1000美元的全基因组测序标语在行业内已流传好几年了。尽管这个口号很多公司都喊过，但目前似乎没有哪个公司能兑现。昨天， Illumina公司称将推出两款新的测序平台：HiSeq X Ten和NextSeq 500。这两款测序仪的发布对1000美元这一目标触手可及。 　　消息是Illumina公司首席执行官Jay Flatley昨天的摩根大通医疗会议(J.P. Morgan Healthcare Conference)上透露的，他称，新测序仪能准确地测出全基因组序列，其成本不到1000美元。 　　在医疗测试和个性化医疗领域中，1000美元的价格标签经常被视为全基因组测序至关重要的成本效益。这个价格对那些&ldquo 可能&rdquo 的病人基因组测序是合理的，通过对他们的基因组测序，从而能够发现潜在的医疗信息。 　　事实上，2012年另外一家公司Ion Torrent(现已被Life Technologies收购)，Illumina公司的有力竞争者，曾宣布他们能够达到这一目标，结果证明他们并不具备这个能力。 　　Flatley强调，1000美元是指机器耗材、化学试剂以及样品制备等方面。 　　新测序仪拥有很快的全基因组测序速度，旨在理解人类疾病和自然的遗传突变。 　　目前，研究人员仍对基因突变对人类疾病的影响不是非常清楚，大规模测序项目能帮助他们了解特定的DNA变异同疾病之间的联系。麻省理工学院和哈佛大学联合基因组学中心主任 Eric Lander在一个声明中称 &ldquo 在接下来的几年里，我们将有机会尽可能多地了解人类疾病同遗传之间的关系。&rdquo 　　Flatley 说，Illumina公司的这台机器是专门为测序人类基因组设计的，它比之前该公司另一高端测序人类基因组仪器快10倍。 　　Illumina公司预计在今年三月份的时候，将出售第一台这样的测序仪。新测序仪拥有更快的化学和光学处理能力，并通过荧光模式来读取DNA序列，从而使其成本降低。 　　在Flatley的演讲中，他称这台新仪器将是其公司在测序领域业务快速增长的引擎。 　　目前，该仪器已经承担了一些大型的项目如美国退伍军人事务部的测序项目(U.S. Veterans Affairs project)，旨在为美国退役士兵进行基因测序，英国100 k基因工程项目(U.K.&rsquo s 100K Genomes project)，旨在为病人测序基因组，从而指导和研究他们的遗传疾病。 　　该仪器已经收到了韩国首尔Macrogen公司，美国波士顿Broad Institute以及澳大利亚Garvan Institute of Medical Research的订单。

中国科协第114期新观点新学说学术沙龙专家称我国基因组编辑技术须破壁前行　　本报讯(实习生曾云 本报记者潘希)近日，中国科协第114期新观点新学说学术沙龙以“基因组编辑新技术的兴起将带来的冲击”为主题，邀请相关专家讨论了基因组编辑技术在国内外的现状与发展。　　近几年，由于CRISPR(规律成簇间隔短回文重复)等工具的不断问世，基因组编辑技术迎来了新的浪潮。“CRISPR能完成90%的工作，但核心的专利仍掌握在西方人手中。”中科院动物所研究员王皓毅直言，一定要开发新的工具，寻找比CRISPR效率更高的酶。　　“国内科学家要协调合作，思考如何在坚持国际合作的同时，又保持国内优势。”中科院院士、华大基因研究院理事长杨焕明表示，同时应该加强科普避免重蹈转基因的覆辙，也不要在基因组编辑研究中一哄而上。　　在杨焕明看来，现在可以考虑借CRISPR的东风讨论生命科学的服务问题。　　目前，我国也处在CRISPR研究的前沿。例如在植物研究领域，中科院遗传与发育所运用TALEN和CRISPR技术在六倍体小麦中实现了3个同源等位基因的编辑，解决了小麦白粉病广谱持久抗性世界性难题，得到国际上的高度评价。　　不过，专家也列出了目前基因组编辑技术面临的一些技术难题，例如如何提高敲除效率、减少脱靶效应、提高同源重组效率、实现基因定点替换或插入等。　　华南农业大学教授刘耀光认为，对基因的定点替换以及插入等基因靶向修饰来说，技术上还有瓶颈，现在能够做到替换的例子很少。对植物来说，仍然需要提高效率达到实用性。“希望在不久的将来有实用突破”。　　在讨论中，知识产权等问题也成为专家对国内基因组编辑发展的担忧。中科院遗传发育所研究员高彩霞表示，技术的推广需要强大的知识产权支撑，应分析哪些能做哪些不能做，利用自身优势加快推广速度。　　“可以通过合作把专利的渠道拓宽。” 大北农生物科技有限公司专家杨进孝认为，企业要通过服务的方式参与进来，加强研究机构与企业的合作，促进产品落地。　　杨焕明表示，基因组编辑应用的大门已经打开，国内要创造成熟的条件来推动我国基因组编辑技术的研究与推广。

相较于&ldquo 人类基因组计划&rdquo 的火热，公众对于&ldquo 材料基因组计划&rdquo 一直知之甚少。&ldquo 材料基因组&rdquo 一词，应该是受了&ldquo 人类基因组计划&rdquo 极大的影响。这两个计划虽然针对的对象完全不同，但是其最大的相似点是两者都是从对研究对象最基本组份(一为核苷酸-基因-细胞，一为原子-分子-化合物)的了解出发，来试图更多地了解&ldquo 人&rdquo 和&ldquo 材料&rdquo ，或者可以说，材料基因组和人类基因组这两大科学计划存在内在逻辑上的关联。从材料来讲，只有知道元素不同的排列组合以及它的性能，才能发展出的新的材料。 　　传统的材料研制方法主要为试错法，即利用现有关于材料的理论与知识经验，通过调整研究材料配比，进行表征测试和检验，最终找到满足需求的材料。这样的方法导致材料研发周期过长，远不能满足人们对新材料的需求，能否有一个更加科学的方法替代试错法?能不能在现有数据库平台的基础上，通过数学计算、材料的原理来预测要达到某种材料所需要的组成，然后再通过实验进行合成，并检测是否符合要求?正是基于这样的考量，&ldquo 材料基因组计划&rdquo 应运而生。 　　中国工程院院士、中国钢研科技集团有限公司教授级高工王海舟曾经表示，&ldquo 材料基因组计划&rdquo 可以将新材料的研发速度&ldquo 至少翻一番&rdquo 。王海舟认为，材料基因组计划的做法把传统的&ldquo 研发&mdash 产品&rdquo 这一过程整个翻转过来，即从应用需求出发，倒推符合相应结构功能的材料。这样一种颠覆性的改变，意味着需要对各种材料有足够多的认识和积累，包括结构组成、性能、工艺优化等。&ldquo &lsquo 材料基因组计划&rsquo 不像人类基因组计划那样璀璨耀眼，但其意义却十分重大。&rdquo 　　他表示：&ldquo &lsquo 材料基因组计划&rsquo 可以实现材料领域发展模式的转变，把新材料研发和应用速度从目前的10～20年缩短为5～10年。它能够揭示物质构成、不同元素排列与材料功能之间的关系，进而实现有目的地设计新材料。 　　日前，第六届无机材料专题&mdash &mdash 材料基因组工程研究进展研讨会在上海大学举行。吴以成、陈立泉、崔俊芝、叶恒强、江东亮、南策文、王崇愚、丁文江、周国治、王海舟等多位院士以及国家自然科学基金委员会副主任高瑞平、澳大利亚科学院院士Jeffrey Reimers等200余位中外学者，共同研讨了材料基因组工程的最新进展。 　　原中国工程院院长徐匡迪致信表示，希望科学家能抓住机遇，积极建设我国材料创新平台，加快我国从材料大国向材料强国的转变，使材料创新成为推动我国制造业和经济增长的原动力。 　　中国科学院院士叶恒强在报告中介绍了原子尺度的结构预测与直接观察相结合取得的进展。同时，他坦言目前材料研究中存在&ldquo 铺摊子&rdquo 或&ldquo 摊大饼&rdquo 问题。为此，他建议在国家层面建立新材料研究协调小组，以推动材料科学健康可持续发展。 　　计算材料科学是材料科学与工程领域最活跃的前沿方向之一。中国工程院院士崔俊芝介绍了以多家合作方式研发的初具规模的&ldquo 支持新材料研发的集成化信息平台&rdquo 以及以此平台为基础完成的&ldquo 面向飞行器设计的材料建模与多学科优化&rdquo 等研究项目。 　　上海大学校长罗宏杰则表示，上海大学将努力推进材料知识库、计算和设计、可控制备、精确表征和性能服役等环节的交叉、融合及协同创新，吸引国内外一流科学家前来合作交流。

基因组测序可以让科学家看到一个人完整的DNA序列构成，其中包含从眼睛颜色到遗传疾病的所有信息。因此，基因组测序对于诊断患者涉及DNA的疾病至关重要——一旦医生知道了特定的基因突变，他们就可以相应地制定治疗方案。在对病人进行基因组测序并返回结果上，耗时几周时间，已经被大多数医生认为是快速了。那么，能否进一步将耗时缩短到几天甚至几个小时呢？2022年1月12日，斯坦福大学的研究人员在《新英格兰医学杂志》（NEJM）上发表了题为：Ultrarapid Nanopore Genome Sequencing in a Critical Care Setting 的文章。研究团队开发了一种新的超快速基因组测序方法，用于诊断罕见的遗传疾病，平均仅需耗时8小时，这在标准的临床护理中前所未见。快速诊断意味着病人在重症监护病房花费的时间更短，需要的检查更少，恢复得更快，在护理上花费更少。更重要的是，这种更快的测序技术并没有牺牲准确性，测序结果依旧可靠。开创新纪录研究团队招募了12名患者，并对他们的基因组进行了测序，其中5人从测序信息中获得了基因诊断（这是由于其他人患病原因与基因无关），平均耗时8小时，诊断率为42%。比通过测序诊断神秘未知疾病的平均诊断率高12%。研究人员表示，并不是所有的疾病都与基因有关，这可能是一些患者在他们的测序信息被返回后没有得到诊断的原因。在其中一个案例中，对病人的基因组进行测序只需5小时2分钟，创造了最快DNA测序技术的吉尼斯世界纪录。Euan Ashley 教授说道：“这是一个令人惊叹的时刻，实现了一件不可思议的事情，我们正在接近一个新领域。”随后研究人员对该病人的测序数据进行分析诊断，总共花费了7小时18分钟，在此前的，世界上最快的记录是由雷迪儿童研究所（Rady Children' s Institute）保持的14小时。也就是说，斯坦福大学把时间缩短到了原来的一半。斯坦福大学的科学家们计划为斯坦福大学医院和斯坦福大学露西尔帕卡德儿童医院的重症监护病房的病人提供不到10小时的康复服务，随着时间的推移，其他医院也会提供这种服务。快！更快！更加快！为了达到更快的测序速度，研究团队需要新的硬件。因此，研究团队联系了纳米孔基因测序技术的开创者牛津纳米孔技术公司，他们制造了一台由48个测序单元组成的机器，称为 flow cells。当时的想法是用所有的 flow cells 同时对一个人的基因组进行测序。量变带来质变，这种超级测序技术是成功的，但在短时间内大量读取出来的基因组数据导致实验室的计算系统不堪重负。Euan Ashley 教授表示，处理测序数据的速度不够快，因此，必须彻底重新考虑和改进数据管道和存储系统。超快速纳米孔基因组测序的工作流程所幸，他的研究生 Sneha Goenka 找到了一种方法，可以将数据直接输入云存储系统，计算能力可以被放大到足以实时筛选数据。然后，通过算法扫描输入的DNA序列，还原遗传密码子，从而找出可能导致疾病的遗传突变。在最后一步，科学家们将患者的基因变异与公开记录的已知导致疾病的变异进行了比较，从而诊断出患者的遗传病因。可以说，从开始到结束，研究团队都在寻求加快病人基因组测序的方法。现在，该团队正在优化其系统，以进一步减少时间。Euan Ashley 教授对这项技术的未来满怀期待：“我想我们可以再把时间减半，如果我们能做到这一点，我们就能在医院查房结束前得到答案。这是一个创造性的飞跃。”长读长测序这种新的诊断方法能够快速发现可疑的DNA片段，也许最重要的特点是它使用了一种叫做长读长测序（Long-read sequencing）的方法。传统的基因组测序技术是将基因组切成小片段，然后读取每个片段的DNA序列，最后使用标准的人类基因组作为参考将整个基因组拼接起来。但这种方法并不总是能捕捉到我们基因组的全部，而且它提供的信息有时会忽略指向诊断的基因变异。与之相对，长读长测序保留了由数万个碱基对组成的长段DNA，为科学家寻找序列错误提供了更多的细节。Euan Ashley 教授表示，长读长测序更容易在大片段基因组上发现基因突变。实际上，在缺乏长读长测序的情况下，有些突变几乎不可能被检测出来，这也是我们采用这种方法的主要原因之一。研究团队开发的这项新型超快速纳米孔基因组测序并不仅仅停留在技术层面，更走向了临床应用。其中一个典型的病例是美国俄勒冈州的一名13岁的男孩——Matthew Kunzman 。

p 　　 /p p style=" text-align: center" img src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201811/uepic/809bd98c-3b11-4afd-a20c-48e641b22a2e.jpg" title=" 1.jpg" alt=" 1.jpg" / /p p style=" text-indent: 2em " 我们正在迈进一个人类健康科技蓬勃发展的好时代。新技术以及对疾病更深入的了解掀起了精准医疗的革命。医生能够更早、更有效且以更低的成本发现和治疗疾病。 br/ /p p 　　安捷伦站在这一医疗革命的前沿，为研究人员和专业医学人员提供更先进的技术，帮助他们更好地认识、诊断和治疗疾病。安捷伦做出重大贡献的一个关键领域是基因组学。遗传学研究的是个体基因，而基因组学研究的是有机体基因的所有部分。通过分析整个人类基因组，科学家们可以更深入地了解疾病的成因。 /p p 　　下面是安捷伦基因组学的全面创新技术： /p p 　　 strong · 二代测序(NGS) /strong 使科学家能够快速、低成本地对整个基因组进行“测序”(绘制)。安捷伦为基于扩增子的靶向 NGS 和基于杂交捕获的靶向 NGS 提供解决方案。安捷伦的 Alissa 临床信息学平台提供 NGS 和 CGH 数据的分析和解释。 /p p 　　 strong · 电泳 /strong 用于分离 DNA、RNA 和蛋白分子。安捷伦的2100生物分析仪可为 DNA、RNA 和蛋白样本提供大小、浓度量和纯度评估。安捷伦的 strong TapeStation /strong 系统提供自动化样本检测，可为NGS 各工作流程提供快速、可靠的样本质量控制。 /p p 　　 strong · 微阵列 /strong 是附着在固体表面上的 DNA“斑点”集合。研究人员使用它们来检测基因组规模的拷贝数变化，研究细胞中的各种基因如何进行“表达”(打开和关闭)或调节，研究蛋白和 DNA 的相互作用。安捷伦拥有可用于 CGH(比较基因组杂交)、CGH+SNP(单核苷酸多态性)、基因表达、miRNA 和表观遗传学和特异性微阵列的微阵列平台。安捷伦还通过其 strong GenetiSure Dx Postnatal Assay* /strong 提供 CGH 诊断测试，使得临床医生能够通过完整的诊断微阵列平台进行产后分析，从而做出明智的决策。 /p p 　　 strong · 聚合酶链式反应 (PCR) /strong 可以通过少量 DNA 样本生成数百万份用于研究和分析的拷贝。安捷伦的 PCR 产品提供全系列产品组合，可帮助您迅速获得高质量的结果。安捷伦的产品组合还包括实时定量PCR (qPCR) 系统，该系统包含新一代 AriaMx 和 AriaDx (IVD) 系统。 /p p 　　 strong · /strong 安捷伦的 strong Oligo Library Synthesis (OLS) /strong 寡核苷酸合成技术通过与众多世界领先的非营利机构和学术机构开展合作研究，推动了科学创新。OLS 让安捷伦能够合成具有超高保真度的极长寡核苷酸链，我们现在也在将该技术应用于 strong CRISPR/Cas9 基因编辑技术 /strong 。 /p p 　　 strong · /strong 安捷伦的 strong 诱变和克隆 /strong 产品组合包括高速度的最新一代试剂盒、感受态细胞、载体和酶，用于各种下游应用的分子生物学研究。 /p p 　　 strong · /strong 安捷伦的 strong 蛋白表达 /strong 解决方案包括全系列的感受态细胞、载体、抗体、抗生素、转染试剂以及用于蛋白表达和纯化应用的特殊试剂盒。 /p p 　　 strong · /strong strong 自动化的执行 /strong 液体处理程序的提高了操作的准确性，也减少了手动操作时间，而这两者对基因组学应用来说都至关重要。安捷伦拥有 strong Bravo 自动化液体处理平台 /strong 等自动化解决方案，可以满足这一需求。 /p

p 　　记者从青岛农业大学了解到，青岛农业大学海洋科学与工程学院科研团队日前完成了紫扇贝基因组的测序和分析，这是继虾夷扇贝和栉孔扇贝之后人类完成的第三个扇贝基因组测序。 /p p 　　青岛农业大学海洋科学与工程学院教授王春德带领的科研团队结合第二代和第三代基因测序方法，对紫扇贝进行了全基因组测序分析，共获得４６３．１９Ｇ测序数据。科研团队通过测序并分析发现，紫扇贝共有２６２５６个基因，并含有４０．６３％的重复序列。 /p p 　　科研团队通过基因组测序还发现，紫扇贝与虾夷扇贝先聚为一支，再与其他双壳类聚为一支，然后再与腹足纲物种聚类，同时紫扇贝与虾夷扇贝的分歧时间为１１３．６百万年前。 /p p 　　王春德介绍，对紫扇贝基因组的成功测序，为从分子水平解析紫扇贝及其杂交扇贝的生长、抗逆性、育性和寿命等重要性状的决定机制及分子育种打下了基础。 /p p 　　扇贝属于双壳贝类，作为５亿年前就已出现的古老动物类群，虽历经多次生物大灭绝事件，至今仍昌盛并繁衍不息，其非凡的环境适应能力使之成为研究动物适应性进化的良好模型。紫扇贝是原产于南美智利和秘鲁的中型扇贝，个体大，壳色优美艳丽，是当地重要的养殖扇贝品种。 /p p 　　２００７年，青岛农业大学从秘鲁引进紫扇贝，并将其与我国大规模养殖的美国海湾扇贝成功进行种间杂交，培育出在生长、抗逆和寿命等方面优势显著的杂交一代扇贝。杂交一代扇贝体重比普通海湾扇贝提高约１００％，最大个体达２０６克。 /p p 　　青岛农业大学从杂交一代扇贝入手，通过多代选育，历经十年时间，先后培育出“渤海红”和“青农２号”等杂交扇贝新品种，大幅提升了海湾扇贝养殖的良种覆盖率。据不完全统计，目前“渤海红”在山东、河北和辽宁等传统海湾扇贝主产区的养殖面积已占据半壁江山。 /p p br/ /p

p style=" margin-top: 10px margin-bottom: 10px line-height: 1.5em " 　　阿联酋当地时间12月10日，阿联酋首都阿布扎比卫生局局长阿卜杜拉· 哈米德正式宣布，启动全球最全面的全民基因组计划——“ strong 阿联酋全民基因组计划 /strong ”，目标是运用大规模人群基因组数据，为阿联酋人民建立可预测、可预防和个性化治疗的全民医疗卫生体系。 /p p style=" text-align: center" img style=" max-width: 100% max-height: 100% width: 600px height: 367px " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201912/uepic/8a875b08-942e-4dc6-8572-a280e7f2097c.jpg" title=" 华大宣布参与“阿联酋全民基因组计划”.jpg" alt=" 华大宣布参与“阿联酋全民基因组计划”.jpg" width=" 600" height=" 367" border=" 0" vspace=" 0" / /p p style=" margin-top: 10px margin-bottom: 10px line-height: 1.5em text-align: center " 　　 span style=" font-family: 楷体, 楷体_GB2312, SimKai " 阿布扎比卫生局局长阿卜杜拉· 哈米德(右三)与华大集团董事长汪建(左三)、 /span /p p style=" margin-top: 10px margin-bottom: 10px line-height: 1.5em text-align: center " span style=" font-family: 楷体, 楷体_GB2312, SimKai " 华大集团 CEO 徐讯(右一)等出席签约仪式 /span /p p style=" margin-top: 10px margin-bottom: 10px line-height: 1.5em " 　　该项目将在阿卜杜拉· 哈米德和阿布扎比卫生部门的指导下，由来自阿布扎比的科技巨头G42集团负责，并与来自中国的全球基因组测序技术领头者华大集团和来自英国的牛津纳米孔公司及其他合作伙伴合作实施与交付。此外，阿布扎比医疗保健服务公司(SEHA)将运用研究结果确保提供世界级的医疗保健服务。 /p p style=" margin-top: 10px margin-bottom: 10px line-height: 1.5em " 　　华大集团董事长汪建表示：“‘阿联酋全民基因组计划’作为目前全球第一个全民基因组计划，具有极其重要的科学和应用价值。阿联酋将依托该计划构建未来全民精准预防、精准医疗和数字化健康体系，彰显了阿联酋把以治疗为主的医学实践前移到以预防为主的健康事业中去的决心，这不仅是造福当代，也是造福子孙的医学健康基础设施与能力建设。” /p p style=" margin-top: 10px margin-bottom: 10px line-height: 1.5em " 　　对于该计划为何会选择来自中国的前沿生命科学机构合作?汪建解释：“华大的全自动样本制备、超高通量的测序仪器及分析服务，在竞争中脱颖而出，成为该计划的核心技术支撑，展示了我国基因科技在全球的竞争力和影响力。”他透露阿联酋项目的样板效应正在显现，从发达国家到发展中国家的多个国家正在和华大积极接触，筹划各自的国家基因组计划，“这样利国利民的大科学及产业计划，有望成为服务‘一带一路’战略生命科学和医疗健康领域的重要科技支撑，为‘人类命运共同体’赋予全新的科技内涵。” /p p style=" margin-top: 10px margin-bottom: 10px line-height: 1.5em " 　　近30年来，基因测序技术飞速发展，华大集团旗下子公司华大智造突破了核心技术被国外“卡脖子”的封锁，以自主可控的核心技术和工具成为了中国唯一、全球唯三可量产临床级别高通量测序仪，提供实时、全景、全生命周期的全套生命数字化设备和系统解决方案的供应商。 /p p style=" margin-top: 10px margin-bottom: 10px line-height: 1.5em " 　　由华大智造负责建设高通量测序平台，华大基因股份有限公司提供综合服务，华大生命科学研究院积极参与相关科研，并以深圳国家基因库模式为其重要建设内容，华大将积极配合阿联酋政府，在做好服务和新型产业的同时，保证数据和隐私安全，推动阿联酋成为基因科技前沿应用领域的排头兵，为阿联酋培养本国的基因科技人才。 /p p style=" margin-top: 10px margin-bottom: 10px line-height: 1.5em " 　　值得一提的是，“阿联酋全民基因组计划”的所有测序工作都将在当地完成，所有数据也将保存在当地，由阿联酋阿布扎比卫生部门统一管理。 /p p style=" margin-top: 10px margin-bottom: 10px line-height: 1.5em " 　　通过大人群全基因组测序，建立人群基因多样性基线，全面理解人类健康和疾病的原理及其运作机制已成为国际共识。近年来，包括美国、英国、新加坡、法国、芬兰在内的多个国家均已将基因科技作为精准医疗和精准预防的核心科技支撑，纷纷开启了大人群基因组计划，以实现“先天无残”和“后天少病”的目标。 /p

高通量测序之于病毒基因组，在检测和研究中的意义和价值已得到广泛验证。但在开展具体的高通量测序工作时，可能会面临很多实际的操作问题，譬如：方法上选择宏基因组测序还是靶向测序？测序策略上选择多少数据量、何种读长？哪些测序平台的通量和数据量更能满足实验室检测要求？以新冠病毒为例，本文对高通量测序在检测和研究中可能面临的问题与选择进行一一剖析。图1 在检测和研究中可能面临的问题与选择测序目的：快速检测or序列组装？高通量测序技术应用于新型冠状病毒的检测和研究，可以实现快速检测以及病毒序列组装。测序目的不同，需要选择合适的方法和策略：如需对qPCR检测呈阴性的疑似病例进行确诊，或对复合性感染、继发性感染等进行鉴别诊断，或对大量待测样本进行大规模筛查，可以利用高通量测序技术进行快速检测；如果需要实现病毒序列组装，以进行未知病原的检测、分析和研究，可以利用高通量测序技术进行更高深度更高覆盖度的测序，获得完整的病毒基因组序列。测序方法：宏基因组测序or靶向测序？对病毒基因组进行高通量测序，可以采取宏基因组测序或靶向测序（包括探针捕获测序和多重PCR扩增子测序）。不同的方法各有优势，可根据实际应用进行选择。图2 不同高通量测序方法的比较可供参考的建议如下：1. 对未知病原的发现及确认，首选宏基因组测序；2. 如需检测或研究样本中所有可能感染的微生物，比如诊断不明原因感染、混合感染、继发感染等，可以选择宏基因组测序；3. 如只需针对目的病毒进行检测，希望以较少的数据量获得目的病毒全长序列，可以选择靶向测序。测序数据量关于测序数据量，需结合具体的测序目的、测序方法、样本病毒载量等因素进行综合评估。通常，提高测序数据量,可以提高检测灵敏度，改善临床检测的阳性率。另外，提高测序数据量，可以提高数据覆盖度，病毒序列组装效果更好。以满足病毒基因组覆盖度95%，且单碱基深度10x为条件：如采用宏基因组测序，可根据使用的研究材料（即待检样本）的情况，选择测序数据量。病毒载量在104 copies/ml以上或qPCR定量CT值qPCR定量CT值在24.5~28.7范围的样本，推荐数据量为100Gb(PE100,500M reads)。对于病毒载量极低的样本（CT值＞28.7），不建议使用宏基因组测序，可以采用多重PCR扩增子测序。如采用多重PCR扩增子测序，推荐数据量为5-20M。该方法也适用于病毒载量极低（＜102copies/ml）的极端样本检测。注：推荐样本数据量仅供参考图3 基于测序方法及样本病毒载量的测序数据量选择测序读长如进行快速检测，可采用单端测序，推荐SE50/SE100读长，快速、经济；如需要进行病毒全长序列组装，建议使用双端测序，推荐PE100/PE150读长，测序数据质量高、Reads比对更好。图4 测序读长选择测序文库的处理针对病毒RNA测序，在文库制备过程中是否去除核糖体RNA(rRNA)也是一个值得探讨的问题。rRNA占总RNA的80%以上，去除人类rRNA可以提高有效数据利用率。同时也需要考虑样本情况：如果病毒核酸投入量低，以及放置时间久、降解严重的样本，去除rRNA可能会影响建库效果，可以选择不去rRNA，以提高建库成功率。图5 MGIEasy rRNA去除试剂盒测序平台的选择根据实验室样本规模，选择合适的测序平台。每个平台单次运行的样本数与测序方法、测序数据量相关。其中，宏基因组测序方法，一般以单个样本的数据通量100M reads为参考；多重PCR扩增子测序方法，以单个样本的数据通量＞5M reads为参考。注1.以单个样本的数据通量100M reads为例；注2.以单个样本的数据通量＞5M reads为例。图6 测序平台单次运行的样本数估算小贴士基于DNBSEQ平台的已发表文章目前，已有多篇基于DNBSEQ平台的新冠科研文章在Lancet、nature、Cell等顶级期刊获发。基于DNBSEQ平台的高通量测序技术助力新冠病毒科研攻关，得到了越来越多科研学者的认可。参考文献Multiple approaches for massively parallel sequencing of HCoV-19(SARS-CoV-2) genomes directly from clinical samples.

p 　　 span style=" FONT-FAMILY: 楷体,楷体_GB2312, SimKai" [2015年三四月，科技部和国家卫计委先后召开精准医学战略专家会议，拟在2030年前，在精准医疗领域共投入600亿元。] /span /p p 　　何菊虹(化名)41岁时怀上了二胎，在西安一家民营医院产检“唐氏筛查”时，被医生告知“一切正常”，但孩子出生后被确诊为唐氏综合征患者，一家人的生活从此陷入为孩子康复、治疗的绝望里。 /p p 　　“如果当时就有无创产前基因检测，这样的悲剧就基本不会发生了。”深圳华大基因执行副总裁朱岩梅在朋友圈如此评论。 /p p 　　何菊虹生下二胎的时间是2008年，而以排查唐氏综合征等胎儿染色体非整倍体疾病的无创产前基因检测在2014年6月30日被国家食品药品监督管理总局正式批准，走上商业化之路。 /p p 　　事实上，无创产前基因检测只是基因技术在医疗应用中最先成熟的项目；更多基因测序公司在布局遗传代谢病检测、肿瘤癌症检测；更有一些公司在布局第三代基因编辑项目，用基因技术精准治疗疾病。业内人士预测，一个可能达到万亿市场规模的基因产业正在形成。 /p p 　　就在3月5日国家发改委公布的“十三五”规划纲要(草案)涉及的100个项目中，加速推动基因组学等生物技术大规模应用位列其中，预示着“基因组学”被列入国家战略，基因组技术的春天真的来了吗? /p p 　　 strong 商业化之路 /strong /p p 　　在“单独二孩”政策实施后，38岁的李梅怀了第二个孩子。作为高龄产妇，在产前诊断时她被医生建议直接做羊水穿刺，但鉴于“羊穿”有引起宫缩导致流产的风险，李梅希望能试一试无创产前基因检测。 /p p 　　在全面二孩政策放开后，全国各大医院产科多了很多像李梅这样的产妇。数据显示，全国符合生育二孩条件的9000万左右的家庭中，60%的女性年龄在35岁以上，50%在40岁以上。 /p p 　　“按照治疗原则，35岁以上的孕妇在产前诊断时我们会建议直接做羊穿，无创产前基因检测是筛查，比唐氏筛查筛出的缺陷多一些，但现在的无创产前基因检测仍然不能替代羊穿。”北京妇产医院产科医生马翠对《第一财经日报》记者说。 /p p 　　她说到的无创基因(DNA)产前检测，即在孕妇特定孕周期间抽取其5毫升的外周静脉血，利用新一代DNA测序技术对血浆中的胎儿游离DNA片段进行测序，判断腹中胎儿三对染色体非整倍体疾病的风险率，市场价格在1500~2500元之间。 /p p 　　但在马翠看来，无创产前基因检测可以筛查唐氏综合征，但并不能筛查开放性神经管缺陷，比如脊柱裂(畸形)等缺陷 而“羊穿”能检查所有23对染色体的数目异常与结构异常，所以目前羊水穿刺仍然是应用范围更广的产前诊断方式。 /p p 　　在新华社去年的一则报道中，曾援引浙江大学医学院附属妇产科医院主任医师董旻岳的话指出，受制于基因数据库，无创DNA属于筛查，而羊水穿刺是诊断，前者无法代替后者。 /p p 　　尽管无创产前检测存在局限，不过很多高龄孕妇还是愿意选择这种对胎儿可能创伤更小的方式。 /p p 　　3月18日，华大基因无创产前基因检测总样本量突破100万例，准确率高达99.9%，突破百万比预计的提前了20天。业内人士推断，“二孩时代”来临，对无创产前基因检测的需求将更高，市场前景将更广。 /p p 　　在医疗应用领域，无创产前基因检测可以说是率先经过监管部门审批、进入商业化通道的一项基因测序技术。但是国内基因行业的龙头企业华大基因在此过程中走得并不平坦，从中或可管窥国内监管部门对基因技术付诸应用的审慎态度。 /p p 　　2011年12月，华大基因的产前基因检测技术获得广东省物价局的批准，可以进入临床。从2012年2月起，这项技术合法进入深圳临床市场，每月都保持15%~20%的产值增长，月收入超过2000万元。 /p p 　　随后，无创产前基因检测技术在全国9个省市获得临床资质，积累样本量达到10万。 /p p 　　但无创产前基因技术很快遭遇了国家监管部门的瓶颈。2014年2月，国家食药监总局、国家卫生计生委联合发布通知，要求暂停所有基因测序临床应用，华大基因等测序企业需按照医疗器械和体外诊断试剂相关产品注册的规定进行产品注册。 /p p 　　2014年7月2日，国家食品药品监督管理总局公布，于6月30日批准华大基因两款二代基因测序仪(BGISEQ-1000基因测序仪、BGISEQ-100基因测序仪)及检测试剂盒，应用于“无创产前基因检测”，即为孕产妇检测唐氏综合征等遗传疾病风险。 /p p 　　华大基因成为中国首家获得基因测序诊断产品批准的公司。 /p p 　　华大基因执行总裁尹烨在接受《第一财经日报》采访时说，严格监管是必需必要的，否则市场上无创产前基因测序可能良莠不齐，泥沙俱下。2015年1月，国家卫计委公布了第一批109家医疗机构临床试点名单。由此可见，科技发展和监管促进是互相作用螺旋上升的过程。 /p p 　　同时，华大基因总裁汪建不止在一个场合呼吁，“如果一个公司的创新满足科学、伦理、技术、合理收费四个条件的话，政策法规就应该跟上。” /p p 　　经过近5年的市场化之路，华大基因的无创产前基因检测在深圳主要三甲医院都实现合作 同时，深圳医保可以负担部分检测费用，这无疑对该技术的推广应用起到促进作用。 /p p 　　根据华大基因提供的数据，截至2015年12月31日，华大基因的无创产前基因检测已经覆盖62个国家的2000多家合作医疗机构，其中国内1300多家。 /p p 　　 strong 市场刚起步 /strong /p p 　　随着无创产前基因检测商业化之路实现，国内基因测序产业也飞速成长。 /p p 　　基因组学应用的产业链上游为测序仪器、设备和试剂供应商 中游为基因测序与检测服务提供商 下游为使用者，包括医疗机构、科研机构、制药公司和受检者。 /p p 　　长期跟踪基因企业投资的高特佳投资集团执行合伙人王海蛟接受《第一财经日报》采访时表示，国内基因检测机构基本可以分为两类：一类有自己产品和服务能力，比如华大基因、达安基因、贝瑞和康及安诺优达这四家企业。第二类企业只有渠道能力，拓展客户后，送到这几家公司进行基因测序。 /p p 　　在这四家领先企业做起来之后，基因测序的市场被更多人看好。2014年底到2015年初，又出现几十到一百家新的实验室，只有技术服务能力，可以和医院合作，提供检测结果。 /p p 　　王海蛟补充说，一些没有进入国家首批试点名单的实验室，通过和合规医院合作，由医院来把关结果，就成了监管的灰色地带。 /p p 　　“无创基因检测属于打前战的技术，国内基因检测服务商还提供其他检测，比如药物靶向治疗检测、遗传缺陷基因检测、肿瘤基因检测、病原微生物检测、疾病风险评估等多种基因检测服务，只是公众了解度不高。”上述业内知情人士称。 /p p 　　一些基因检测公司以孕前、产前、新生儿、儿童、青少年等完整生命周期的各阶段来进行产品开发和应用，未来将有更多产品进入商业化。 /p p 　　王海蛟说，我国正在基因技术发展的起步阶段。 /p p 　　从基因科技的角度来看，大家都站在起点上，跑得快的最多领跑半步，市场太广阔了，现在就是看谁能跑到终点。 /p p 　　迪安诊断董事长陈海斌在接受采访时表示，在新兴技术领域，目前产前筛查、肿瘤是热点，但目前做的还只是冰山一角、只是某一个疾病，所以未来的发展空间很大，市场格局还远没有确定。 /p p 　　贝瑞和康首席运营官(COO)高扬也认为，基因测序行业是一个庞大的产业，癌症检测是目前最被消费者关注的项目，无创产前测序是第一个落地并商业化的项目，过去几年的市场教育，使得目前这个产业被公众接受并得以发展。 /p p 　　体检行业也在积极引入基因检测。值得注意的是，这些大型体检机构不约而同地舍弃了高价的全身检测业务，主攻遗传病以及发病率高的癌症检测。 /p p 　　碍于技术和成本，以及消费者认知的因素，除产前无创基因检测之外的基因检测，推广起来尚存在难度。 /p p 　　不过，生命滙医学健康中心创始人陈力曾在“第五届中国医疗健康产业投资与并购大会”上表示，未来，基因产业目标市场将高达一万亿元人民币。现在是刚刚看得见曙光的时刻，因为整个高通量基因测序才刚刚开始。 /p p 　　 strong 启动“精准医疗” /strong /p p 　　未来人类将进入“人人基因”的时代，这是很多基因产业内人士抱有的愿景。 /p p 　　从疾病警示和建立人体大数据角度，从新生儿开始就做基因组测序，后续随着基因和疾病之间的关联解读进步了，数据库可以实时更新，就可以对一个人的身体健康做出预警。 /p p 　　“但要在中国推广新生儿基因组测序还需要时间，医生和普通消费者都需要进一步进行教育，也有赖于未来基因测序的成本进一步降低。”上述业内人士说。 /p p 　　基因检测技术的普及，有赖于测序成本的下降以及基因和疾病相关联的遗传学信息解读能力的提升。2006年，新一代测序技术推出，DNA测序成本以“超摩尔定律”的速度不断降低，每个人基因组的测序成本从2003年的30亿美元下降到2014年的1000美元，而2015年，市场对于单基因病检测收费在3000元左右，而这一价格有望在未来几年降低至几百元。 /p p 　　一旦人的基因数据库建立，精准医疗就可能实现。 /p p 　　2015年可谓是美国的“精准医疗”元年。2015年1月底，美国总统奥巴马在国情咨文演讲中，宣布启动精准医疗计划，白宫随后发布了精准医疗计划的相关细节。 /p p 　　很快地，中国也在国家战略层面发力。2015年三四月，科技部和国家卫计委先后召开精准医学战略专家会议，拟在2030年前，在精准医疗领域共投入600亿元，这对国内基因行业的发展无疑具有推进作用。 /p p 　　同时，基因行业的发展使得一种新型职业正在兴起——遗传咨询师。所谓遗传咨询是专门收集和解读家族和疾病史，以评估疾病发生或再发的几率。早在1972年，美国就开始了遗传咨询师培训。截至目前，美国共有4000多名经过美国遗传咨询师行会认证的遗传咨询师。在国内，华大基因、迪安诊断等基因行业企业已经率先开始组织培训遗传咨询师。 /p p 　　随着精准医疗发展，生物智能时代也将开启。华大基因原CEO王俊就进军人工智能领域，2015年10月，王俊创办深圳碳云科技有限公司，其目标是构建生命科学大数据，只有积累海量数据，才会成为未来健康产业的引擎。 /p p 　　 strong 基因编辑的突破 /strong /p p 　　如果基因技术能够实现疾病提前预测，精准干预之后的技术发展是什么?王海蛟给出的答案是，基因编辑技术。 /p p 　　去年底，著名学术期刊《科学》杂志选出“2015年十大科学突破”，基因编辑技术CRISPR荣登榜首。该杂志还指出，中国中山大学的研究团队以CRISPR/Cas9技术，实现首次编辑人类胚胎DNA，是两大亮点之一。 /p p 　　被称为“造物主之手”的第三代基因编辑技术，与以往任何医疗技术不同，可以在基因组水平上对DNA序列进行改造，从而改变遗传性状。 /p p 　　当地时间1月4日，曾获比尔盖茨和谷歌风投的基因编辑公司Editasmedicine向美国证券交易委员会递交首次公开招股说明书，该公司创始人均为CRISPR技术发明人。 /p p 　　王海蛟表示，基因编辑在中国国内还是实验室研究居多，没有走到临床，谈不上监管的问题。美国目前进行临床试验的基因编辑技术仅限于第一、第二代技术，第三代基因编辑技术还没有相关产品获得监管许可。 /p p 　　但是，“一旦撕开一个裂缝，技术进步的速度就将远远超过过往。”王海蛟说。 /p p 　　在这一战略性新兴产业领域，中国企业是否有弯道超车的机会呢?王海蛟说，中国企业可以通过投资国外基因公司进行布局，未来发展或可期待。 /p

从人类基因组草图到完全图谱——论基因组重复片段研究作者：李东卫，张玉波（中国农业科学院农业基因组研究所，“岭南现代农业”广东省实验室，深圳 518120）2001年发表的人类基因组草图并没有包含全部的基因组序列，直到二十年后，科学家们才正式宣布完成了人类全序列基因组图谱，这其中主要的技术障碍就是重复片段的测序工作。重复片段（segmental duplications，SDs）是指广泛存在于基因组中的大于1 kb且序列相似性超过90%以上的大片段。它们可以通过基因组重排及拷贝数变异产生新基因和驱动进化，其大量存在于子端粒中，并与哺乳动物细胞复制性衰老以及癌症等重要生物学过程密切相关，一直以来备受科学家关注。但是其序列特点使得常规的测序技术难以完全准确测出全部序列，是基因组组装工作的一个难点。人类基因组全图谱的完成将重复片段在生物体进化、延缓衰老、疾病治疗等方面的研究提供基础。本文将就重复片段的重要性，研究的技术难点，研究现状以及未来展望等方面展开论述。重复片段的重要性重复片段是基因组中序列高度相同的大片段，具有广泛的结构多样性。它们占人类参考基因组（T2T-CHM13）中的7.0%，长度为218 Mbp[2 ]，在中心体及子端粒区域富集高达10倍。中心体所包含的5个典型重复为：α卫星，β卫星，CER卫星，γ卫星，CAGGG重复，以及重复子4。子端粒所包含的典型重复为：端粒相关重复（TAR）以及传统的（TTAGGG）n重复[4 ]。重复片段可以介导染色体重排，使常染色体和异染色体之间通过同源重组产生镶嵌类型的重复的染色质[5 ]。在最近新鉴定的人类重复片段中，Mitchell R等预测了182个新的候选蛋白编码基因，并使用T2T-CHM13基因组重构了重复基因（TBC1D3，SRGAP2C，ARHGAP11B），这些基因在人额皮质增生中具有重要作用，揭示了重复片段结构在人和他们近亲物种之间的巨大进化差异[6 ]。大量的染色体子端粒区含有重复片段[8 ]。复制性衰老被认为是一种抗癌机制，限制细胞增殖。长寿的有机体经历更多的细胞分裂，因此具有更高的产生肿瘤的风险。端粒酶能够增加端粒的长度，促进癌细胞不断增殖，因此长寿动物体细胞倾向于抑制端粒酶的活性，从而抑制肿瘤发生的风险[10 ]研究难点：大片段长度、多拷贝数、序列高度相似 重复片段的大的片段长度，多拷贝数以及序列的高度相似是长期以来其研究的难点。各种测序技术的发展致力于解决这个问题。重复片段长度范围是1到400 kb [12 ]。而且，标准的长读段校正工具，例如MUMmer 或Minimap2不能够有效的捕捉低相似的重复片段，也经常将重复片段与其它调控元件混淆[14 ]，为重复片段的研究带来机遇。尤其是PacBio的HiFi读段，具有长读段的同时还具有较高的准确度。但是，很多重复片段的长度要比HiFi读段的平均长度要长，因此很难完全准确的进行组装[3 ]。染色体重排，尤其是染色质断裂常发生在高GC区域[16 ]。同时，在T2T-CHM13基因组基础上，Mitchell R等首次进行了全基因组重复片段的研究。与当前人类参考基因组（GRCh38）鉴定的167 Mbp复制片段相比，鉴定了更多的（218 Mbp）非冗余重复片段（图2 a, b）。新发现91%的重复片段能更好地代表人的拷贝数，通过与非人灵长类基因组相比，前所未有的揭示了人类和其它近亲在重复片段结构中的杂合性以及广泛的进化差异[17 ]。图2 T2T-CHM13中新鉴定的染色体内（a）与染色间（b）的重复片段[1 ]。利用重复片段解析衰老机制未来可期新组装的T2T-CHM13的拷贝数比GRCh38高9倍，因此它能更好的呈现人类拷贝数变异。通过鉴定新基因的拷贝数变异，可筛选相应的药物治疗靶点。例如，CHM13鉴定到LPA、MUC3A、FCGR2基因的拷贝数变异与疾病相关[1]。此外，对于尚具争议的疾病标志基因，例如乳腺癌中ESR1 基因[18]，可以通过CHM13对其进行分子进化分析，进而鉴定其突变和扩增，确定其在乳腺癌中的作用。尽管端粒作为抗衰老靶标已研究多年，但是端粒长短变化与复制性衰老的关系仍不清楚。细胞减数分裂过程中端粒变短的机制是什么？重复片段拷贝数变异与端粒变短有无相关性？很多研究已证明端粒酶具有延长端粒长度的作用，具体的机制是什么？这些问题因此前端粒不能被准确测序而长期未解决。现在，人类基因组完全图谱已基本实现，相信这些谜团会很快解开。未来可以根据人类年龄增长过程中端粒重复片段的拷贝数变异，解析其抗衰老的机制。通过人为干预其拷贝数，可能用于探索生命的极限。1. Vollger MR, Guitart X, Dishuck PC, Mercuri L, Harvey WT, Gershman A, Diekhans M, Sulovari A, Munson KM, Lewis AM et al.Segmental duplications and their variation in a complete human genome. bioRxiv.2021:2021.2005.2026.445678.2. Prodanov T, Bansal V.Sensitive alignment using paralogous sequence variants improves long-read mapping and variant calling in segmental duplications. Nucleic Acids Research.2020 48(19).3. Bailey JA, Yavor AM, Massa HF, Trask BJ, Eichler EE.Segmental duplications: Organization and impact within the current Human Genome Project assembly. Genome research.2001 11(6):1005-1017.4. Courseaux A, Richard F, Grosgeorge J, Ortola C, Viale A, Turc-Carel C, Dutrillaux B, Gaudray P, Nahon JL.Segmental duplications in euchromatic regions of human chromosome 5: a source of evolutionary instability and transcriptional innovation. Genome research.2003 13(3):369-381.5. 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仪器信息网2023年10月18-20举办第四届“半导体材料与器件分析检测技术与应用”主题网络研讨会，围绕光电材料与器件、第三代半导体材料与器件、传感器与MEMS、半导体产业配套原材料等热点材料、器件和材料分析、可靠性测试、失效分析、缺陷检测和量测等热点分析检测技术，为国内广大半导体材料与器件研究、应用及检测的相关工作者提供一个突破时间地域限制的免费学习平台，让大家足不出户便能聆听到相关专家的精彩报告。为答谢广大用户，本次大会每个专场都设有一轮抽奖送专业图书活动。今日抽取的专业图书是《集成电路材料基因组技术》和《扫描电镜和能谱仪的原理与实用分析技术》。一、主办单位：仪器信息网&电子工业出版社二、会议时间：2023年10月18-20日三、会议日程第四届“半导体材料器件分析检测技术与应用”主题网络研讨会时间专场名称10月18日全天半导体材料分析技术新进展10月19日可靠性测试和失效分析技术可靠性测试和失效分析技术（赛宝实验室专场）10月20日上午缺陷检测与量测技术四、“半导体材料分析技术新进展”日程时间报告题目演讲嘉宾专场：半导体材料分析技术新进展（10月18日）专场主持人：汪正（中国科学院上海硅酸盐研究所 研究员）9:30等离子体质谱在半导体用高纯材料的分析研究汪正（中国科学院上海硅酸盐研究所 研究员）10:00有机半导体材料的质谱分析技术王昊阳（中国科学院上海有机化学研究所 高级工程师）10:30牛津仪器显微分析技术在半导体中的应用进展马岚（牛津仪器科技（上海）有限公司 应用工程师）11:00透射电子显微镜在氮化物半导体结构解析中的应用王涛（北京大学 高级工程师）11:30集成电路材料国产化面临的性能检测需求桂娟（上海集成电路材料研究院 工程师）午休14:00离子色谱在高纯材料分析中的应用李青（中国科学院上海硅酸盐研究所 助理研究员）14:30拉曼光谱在半导体晶圆质量检测中的应用刘争晖（中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所 教授级高级工程师）15:00半导体—离子色谱检测解决方案王一臣（青岛盛瀚色谱技术有限公司 产品经理）15:30宽禁带半导体色心的能量束直写制备及光谱表征徐宗伟（天津大学精密测试技术及仪器国家重点实验室 教授）16:00专业图书介绍及抽奖送书王天跃（电子工业出版社电子信息分社 编辑）五、参会方式本次会议免费参会，参会报名请点击：https://www.instrument.com.cn/webinar/meetings/icsmd2023/ 或扫描二维码报名

近日，《科学》杂志连发6篇论文，公布迄今为止最完整的人类基因组测序结果，这也是第一个完整无间隙的人类基因组序列。该系列研究主要由国际科学团队端粒到端粒联盟（T2T，Telomere-to-Telomere）完成，联盟成员包括美国国家人类基因组研究所、加州大学圣克鲁兹分校、华盛顿大学等。2003年科学家宣布人类基因组的完整序列时，其实并不准确，当时使用的测序方法是“短读长测序”技术，一次只能读取很短的一段基因序列，有大约8％的基因组从未被完全测序。新完成的基因组被称为T2T-CHM13，代表着当前参考基因组GRCh38的重大升级，科学家在研究人类基因变异的进化时会使用GRCh38。此外，新的DNA序列揭示了着丝粒周围区域的细节，这一区域的变化或能为人类祖先的进化提供新的证据。T2T的成功得益于一次测序长片段DNA的技术改进，这有助于确定DNA高度重复片段的顺序。其中包括PacBio的HiFi测序和牛津纳米孔测序，PacBio的HiFi测序可高精度读取超过2万个碱基的长度，而牛津纳米孔测序技术一次读取高达100万个碱基的长度，但准确度相对较弱，从2019年初开始，科学家们将这两种新技术结合起来，致力于攻克这些重复序列，填补缺失的空白。

近日，华大智造最新产品全自动文库制备生产线（MGIGLab-L）在国家基因库成功试运营，并且帮助国家基因库完成了大规模WGS（全基因组测序）工作。华大智造全自动文库制备帮助国家基因库完成了大规模WGS工作“在基因测序工作开展前，DNA需要一系列复杂的实验操作及生化反应后才可以进行测序，这些工作在行业内称为‘文库制备’。按照传统的实验模式，文库制备工作大部分都是人工配合单台设备完成的，第一需要很多人力，第二需要频繁准备物料和核对信息，很难准确、高效完成一些大规模的基因测序工作；尤其在超高通量实验样本的情况下，测序前的‘文库制备’工作所就会变得非常繁琐与复杂，任何一个环节出现问题，均会影响最终结果。基于以上两个痛点，我们研发了全自动文库制备生产线，用一系列的自动化设备代替人工，全流程、自动化完成基因测序的文库制备工作。”华大智造自动化研发总监李景说。微孔板转移机器人，机械臂搭载轨道，完成各个仪器间物料的转移全自动文库制备生产线集中了华大智造自动化业务板块最尖端的技术，整个生产线包含了微孔板转移机器人、高通量自动化样本制备系统及微孔板储板器等华大智造自主开发的自动化核心设备与多种辅助设备。“全自动文库制备生产线是一个定制化产品，可以根据具体需求来定制仪器配置、运行通量和性能，实现全流程、自动化工作。全自动文库制备生产线在运作时，DNA样本在各生产线工位自动完成样本均一化、片段选择纯化、末端修复和接头连接、PCR扩增、环化和消化及文库定量和均一化等工作，从而使得’文库制备’的实验全流程、自动化完成。” 华大智造自动化高级产品经理邹良英说。全流程、自动化，一天处理超过1000例样本 据了解，全自动文库制备生产线配合着智能化调度和生产仪器分级管理软件，每天可以处理1000例以上样本，只需要1-3位初级实验人员完成物料上料及生产线看护操作，整个实验流程可追溯。而现在常用的单台工作站自动化模式，如果每天要处理要1000例以上样本，则需要至少10位资深实验人员进行复杂实验操作。在实验室空间上，单台工作站自动化模式需要4间实验室，而华大智造的全自动文库制备生产线只需要2间实验室，节省了一半的空间。高通量自动化样本制备系统能够自动完成核酸提取与纯化、酶反应体系配置、酶反应和酶反应产物纯化等实验步骤“华大智造全自动文库制备生产线用自动化技术代替人工操作，全流程、自动化并高度标准化完成文库制备工作，这不仅能够提效率，减少出错，还可帮助科研人员从重复繁琐的劳动中解放出来，将更多时间和精力投入更有价值的工作中。”邹良英说。华大智造全自动文库制备生产线用自动化技术代替人工操作，全流程自动化随着生命科学行业的迅速发展，邹良英相信全流程、自动化将会成为实验室未来趋势，她表示：“最近几年，随着以核酸检测为核心的无创产前检测、肿瘤基因突变检测和肿瘤早筛、精准治疗、病原微生物检测等一系列检测快速普及，大规模的检测需求推动了实验室自动化的发展。特别是在新冠病毒爆发之后，普罗大众也深刻意识到实验自动化对于大规模核酸检测的必要性。我相信今后全流程、自动化系统技术将会广泛运用在在科研、肿瘤筛查与精准治疗、药物开发、遗传病检测、法医鉴定、食品安全、农林牧渔等多个领域。”

亚洲动植物基因组学大会 PAG ASIA 2024于6月5-7日在深圳成功举办。数百位中国、日本、韩国等亚洲基因组学研究的专家学者参加了本次大会，围绕最前沿的研究课题进行了深入探讨。 表型组学与基因组学互为表里，一方面表型组分析能够验证基因的实际功能及其与环境的关系，两者结合才能完整解释特定基因的作用以及如何发挥作用；另一方面，通过表型组筛选出优良品种，则可能发掘出发挥作用的关键基因。北京易科泰生态技术公司作为大会唯一动植物表型组学仪器与技术方案供应商参加了本次会议。易科泰表型组学研究技术在植物光合、抗逆、发育、次生代谢；大小鼠、家禽家畜、昆虫、水生动物以及人体能量代谢等研究方向上均可提供专业的技术方案，在本次会议期间，受到了参会专家的极大关注。 除草剂表型组学鉴定技术方案： 植物病理组学技术方案： 植物气候变化响应表型组学技术方案： 家禽能量代谢技术方案： 易科泰生态技术公司提供动植物表型组学研究检测全面解决方案：w 高通量、非接触、非损伤、数字化、可视化w FluorCam叶绿素荧光成像与PlantScreen高通量植物表型成像分析平台w PhenoTron® 系列植物表型成像分析平台，自动传送版、XYZ三维自动扫描成像版，或其它定制系统w FluorTron® 多功能高光谱成像分析系统、FluorTron® 光合表型成像分析系统w PhenoTron® 一体式智能LED培养与表型在线检测复式平台，适于组织培养、种子萌发及种苗表型分析、光生物学研究，为植物提供最佳光配方w PhenoTron® -SR，From shoots to roots，植物根系与种苗（土壤以上部分）高通量表型成像分析w PhenoPlot® 作物表型成像分析平台，基于易科泰近地遥感技术，轻便型或大型双轨平台，适于大田或温室作物原位表型成像分析w RhizoTron® 植物根系多功能高光谱成像分析系统w 大田机器人表型成像分析系统 w 便携式多功能能量代谢测量技术w 大鼠、小鼠等实验动物能量代谢测量技术w 灵长类能量代谢测量技术w 畜禽能量代谢测量技术方案w 果蝇能量代谢测量技术w 斑马鱼能量代谢测量技术w 人体能量代谢测量技术w 动物活动与生理指标（体温、心率等）监测技术

2016 年 10 月 31 日，北京——安捷伦科技公司(纽约证交所：A)今日发布了一款用于功能基因组学 CRISPR 文库制备的全面产品。SureGuide 利用安捷伦行业领先的寡核苷酸合成平台创建 CRISPR 向导文库，此文库是 CRISPR/Cas 基因编辑系统的核心组件。Agilent SureGuide 平台的灵活性使基于CRISPR 的功能筛选能够用于从全基因组敲除 (GeCKO) 到全定制用户设计文库的任何应用。　　基于 CRISPR 的基因编辑工具的推出大大推动了与复杂疾病和药物研发功能研究相关的研究。使用混合文库进行基因筛选通常是为在信号传导通路等过程中定位和鉴定参与细胞应答的基因，或用于了解新基因的功能。基于CRISPR 工具的推出可以帮助用户克服以前功能筛选中所用技术的限制。　　作为所有 CRISPR 实验中的重要组成部分，向导文库的质量和构成能够影响工作流程的所有下游环节，包括筛选效果、测序成本和假阳性/阴性鉴定结果。SureGuide 提供的高保真 CRISPR 向导与 SureVector 克隆技术即使在最复杂的文库中也能保持向导的最佳分布。　　SureGuide CRISPR 文库提供三种格式：　　可直接包装的质粒文库由 GeCKO 文库组成，用于靶向人和小鼠基因组中的所有外显子，它在组学级别上研究功能基因相互作用的用途已得到研究人员的验证。　　可直接克隆的自定义文库可靶向哺乳动物细胞中的用户自定义 CRISPR。这些自定义文库经过制备后可与 Agilent SureVector 文库克隆试剂盒一同交付，这使质粒文库创建过程变得简单快速。　　可直接扩增的自定义文库允许研究人员对 CRISPR 文库的每个方面进行设计，可使用替代传递系统、克隆方法，也可以开发靶向任意生物体中任一组基因区域的 CRISPR 文库。　　安捷伦基因组学解决方案部和临床应用部副总裁兼总经理 Herman Verrelst 谈道：“Agilent SureGuide CRISPR 文库以众所周知的安捷伦高保真度寡核苷酸合成平台为基础。独特的技术让我们能够为研究人员提供与 GeCKO 产品品质同样卓越的全定制向导文库。”　　Verrelst指出，安捷伦提供的大量仪器和试剂可帮助实验室在 CRISPR 筛选中获得最出色的结果。　　他说：“这款新文库是 CRISPR 专属产品组合中首批计划产品的代表，在分析和匹配结果验证的整个过程中为 CRISPR 筛选工作流程提供全方位支持。”　　安捷伦今日将于温哥华的 2016 ASHG 会议上举办研讨会，主题为“获得最佳定制 sgRNA 文库的 CRISPR 向导”，会上将重点讨论 SureGuide 技术和工作流程。此外，客户还将介绍使用 SureGuide CRISPR 文库开展的新研究应用。　　关于安捷伦科技公司　　安捷伦科技公司(纽约证交所：A)是生命科学、诊断和应用化学市场领域的全球领导者，是致力打造美好世界的顶级实验室合作伙伴。安捷伦与全球 100 多个国家的客户进行合作，提供仪器、软件、服务和消耗品，产品可覆盖到整个实验室工作流程。在 2015 财年，安捷伦的净收入为 40.4 亿美元，全球员工数约为 12000 人。如需了解安捷伦公司的详细信息，请访问www.agilent.com。　　# # #　　编者注：更多有关安捷伦科技公司的技术、企业社会责任和行政新闻，请访问安捷伦新闻网站：www.agilent.com/go/news。