DNA測序的那些事兒
基因測序是一個新興行業，處于快速發展階段。全球基因測序行業的市場規模巨大。從1990年人類基因組計劃（HGP）正式啟動以來，基因測序應用的壯闊前景開始展現在人類面前。2006 年第二代測序儀誕生，成本下降百倍，形成“超摩爾定律”之勢。隨著測序成本的顯著降低和生物信息分析能力的顯著上升，美國等西方發達國家已在這一領域做出前瞻式布局：鼓勵高端測序儀的研發和商業化、建立配套的生物信息計算平臺、推進基因組領域的科學研發和臨床轉化。
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一、????? 測序技術的發展歷程
第一代測序技術，即Sanger測序技術：1977年，被后人譽為“基因組學之父”的英國生物化學家弗雷德里克-桑格發明了酶測序法（桑格測序法），正式奠定了測序技術的理論基礎，在此9年后，ABI公司基于桑格測序法推出了世界上第一臺商用測序儀，自此測序技術進入飛速發展的時代；第二代測序技術是當今主流技術，主要有Illumina公司的Solexa和HiSeq技術，Life Technologies的Solid技術和羅氏的454 技術；第三代測序技術是近幾年研發出的單分子測序技術，主要包括Helicos公司的真正單分子測序技術（truesingle-moleculesequencing，tSMSTM）、牛津納米孔技術公司（Oxford Nanopore Technologies，以下稱牛津納米孔公司）的單分子納米孔測序技術（single-molecule nanopore DNA sequencing）、太平洋生物科學公司（Pacific Biosciences）的單分子實時測序技術（single molecule real-time sequencing，SMRT）等。
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圖1.基因測序發展歷史
這三代測序技術各有優缺點（見表1），應用的領域也不盡相同，因此第一代測序技術仍未被淘汰，目前的測序市場是3代測序技術并存的局面。
表1.三代測序技術的優缺點
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二、????? 測序儀器都有哪些？
前市場上的測序儀基于使用的測序技術，也主要分為三代，現階段臨床應用較為廣泛的還是第二代測序儀，主要生產商主要有Life Technologies（被Thermo Fisher收購）、Illumina和羅氏。
Illumina：作為測序行業的龍頭企業，所占市場份額達70%。最初由四位博士于1998年共同創建，總部位于美國加利福尼亞圣地亞哥，主要銷售微陣列芯片。2006年收購Solexa公司，獲得新一代高通量測序技術，從而成為目前市場上的主流測序技術公司。Illumina測序采用邊合成邊測序技術(Sequencing by sythesis， SBS)和可逆末端終結技術（reversible terminator chemistry）。Illumina公司的Genome AnalyzerIIx和Hiseq應該說是目前全球使用量最大的第二代測序機器，這兩個系列的技術核心原理是相同的。這兩個系列的機器采用的都是邊合成邊測序的方法
三、????? 測序試劑知多少？
靶向測序（Targeted Sequencing）又稱為目標區域測序，即通過核酸富集技術提煉出樣本中研究人員感興趣的基因組特定區域，構建測序文庫后再進行高通量測序的方法，以達到減少測序量、提高目標區域測序深度的目的。核酸富集一般通過目標序列捕獲或PCR的方法實現。靶向測序已成為基因組研究方法中最主要的方法之一，尤其在疾病相關基因的研究得到非常廣泛的應用。
測序試劑根據用戶的實驗流程可分為前端樣品制備試劑，以及后端的芯片加載和測序試劑。
位于基因測序產業上游的測序儀市場是整個行業技術壁壘較高、外來競爭者較難進入的環節，目前由Illumina、賽默飛世爾（原Life Technologies）、羅氏、太平洋生物科學公司這四大企業壟斷。不同公司開發的測序儀大多因為原理不同而采用封閉的芯片加載和測序試劑，即測序儀器必須依賴配套的試劑和耗材才能運行，因此試劑較為單一。
四、????? 測序技術的發展趨勢是個謎！
測序成本、讀取長度和測序通量是評價測序技術先進與否的重要標準。測序成本是一個很重要的因素，它在一定程度上決定了基因組測序應用的普及性。
不過，針對DNA測序技術的未來發展情形，最準確的預測就是意外是必然的。事實上，幾十年后，（如今儲存在硬盤驅動器及云端）的大部分數據將很可能儲存在DNA里。DNA測序之所以能夠繼續發展，不是因為人類要對抗疾病，而是因為對數據儲存的野心永遠無法滿足。