211service.com
Kinas BGI sier at det kan sekvensere et genom for bare 100 dollar
sequencer MGI
Ved å bruke teknologi som opprinnelig ble anskaffet i USA, sier den kinesiske gengiganten BGI Group at den vil gjøre genomsekvensering billigere enn noen gang, og bryte $100-barrieren for første gang.
Shenzhen-selskapet sier at de lave kostnadene vil være mulig med et 'ekstremt' DNA-sekvenseringssystem det planlegger å tilby som er i stand til å dekode genomene til 100 000 mennesker i året.
Kravet, fremsatt i dag kl en DNA-teknologikonferanse i Marco Island, Florida, kan forsterke konkurransen mellom BGI og Illumina, California-firmaet hvis raske instrumenter har dominert gensekvenseringsscenen i mer enn et tiår.
Jeg tror det er en naturlig skepsis til om det virkelig er ekte, sier Stacey Gabriel, direktør for genomikkplattformen ved Broad Institute, i Cambridge, Massachusetts. Men hvis det er $100, vil det være flere ganger billigere. Det er litt buzz fordi det ikke har vært en stor sekvenseringskunngjøring på et par år.
Siden det første menneskelige genomet ble dekodet i 2003, har kostnadene falt kraftig. For et tiår siden kostet dekoding av en persons genom rundt 50 000 dollar. I dag er kostnaden (mest for kjemikalier) rundt $600 for de største sekvenseringssentrene.
For å nå et enda lavere nivå, vil BGIs nye system bruke en robotarm og et rom fullt av kjemiske bad og bildemaskiner. Det vil bli tilbudt som et tilpasset oppsett senere i år til store sentre som er involvert i kartlegging av DNA til store populasjoner eller i kreftforskning med høy gjennomstrømning.
Disse systemene ville bli prioritert for virkelig storskala populasjonsgenetikk, million-person prosjekter, sier Rade Drmanac, vitenskapelig sjef for Complete Genomics, en avdeling av BGI Group i San Jose, California, som utviklet den nye teknologien.
Kinas rivalisering
BGI ble grunnlagt for to tiår siden under Kinas deltakelse i Human Genome Project. Siden den gang har det forandret seg fra et forskningsinstitutt som dekodet DNA fra pandaer og risplanter til et viltvoksende konglomerat, aktivt innen dyrekloning, helsetesting og kontraktsforskning.
Selv om BGI ikke har annonsert noen kunder for systemet, kjent som DNBSEQ-TX, kan kravet på 100 dollar gjenoppstå bekymring for at USA kan ha famlet en teknologisk ledelse ved å la det kinesiske firmaet kjøpe Complete Genomics i 2012.
Complete var en oppstart som sliter med innovasjoner laget av Drmanac, en serbisk emigrant med en historie med smarte ideer for DNA-sekvensering. Men selskapet trengte flere investeringer, og kunne ennå ikke konkurrere med Illumina, så det aksepterte BGIs tilbud om kjøp av rabattbeholdere på rundt 120 millioner dollar.
På den tiden prøvde Illumina å bryte opp avtalen, og sammenlignet transaksjonen med å selge Kina formel for Cola . Den begjærte handelsdepartementet om å blokkere overtakelsen på grunnlag av nasjonal sikkerhet, med henvisning til risikoen for at et utenlandsk foretak får tak i DNA-dataene til amerikanere.
Avtalen gikk imidlertid gjennom, til tross for Illuminas forsøk på det eliminere sin nærmeste konkurrent, som BGI-ledere sa det.
De to selskapene fortsetter å presse og parere med patentsøksmål. Hver anklager den andre for å bruke proprietær teknologi, og inntil forrige uke hadde ikke BGI tilbudt å selge sine instrumenter på det amerikanske markedet. Den har et eksisterende utvalg av fire produktmodeller, som koster opptil 1 million dollar og selges av et datterselskap kalt MGI .
Hvordan det fungerer
Moderne ultrarask sekvensering opererer ved syntese. Det vil si at en persons genom blir brutt opp i milliarder av korte strekninger med DNA og fanget på overflaten av en brikke. Deretter legges ferske DNA-kjemiske bokstaver til, som pares sammen langs disse fragmentene. Prosessen bygger gradvis opp, eller syntetiserer, matchende tråder av genetisk informasjon.
Ved å oppdage rekkefølgen bokstaver legges til, bestemmer maskinene rekkefølgen til disse milliarder av fragmenter. Dataene blir deretter puslet sammen igjen på en datamaskin for å produsere et fullstendig kart over en persons genom.
Ved å bruke sin egen versjon av sekvensering-ved-syntese, introduserte Illumina et $ 1000-genom i 2014 og tre år senere hevdet at det til slutt kunne senke prisene til $100. Men det har den ikke gjort ennå.
Selskapet har sett etter når vi tror tiden er inne, sa administrerende direktør Francis deSouza til investorene i fjor.
Nå kan BGI være den som setter prisene. I februar begynte en Boston-oppstart, Nebula Genomics, å invitere forbrukere til å bli sekvensert for bare $299 . Den lave prisen på tilbudet om personlig genom er mulig fordi Nebula sender kinnpinneprøver til et BGI-laboratorium i Hong Kong for å bli dekodet.
De siste fem årene har kostnadene for genomsekvensering blitt holdt på 1000 dollar. Jeg tror ikke det er på grunn av teknologistagnasjon, men fordi Illumina har monopol, sier Dennis Grishin, medgründer av Nebula.
Kostnadsreduksjonen i BGI-systemet oppnås ved å bruke en enorm, frisbee-størrelse brikke, hvis elementer er bare 500 nanometer fra hverandre, og ved å bruke en robotarm for å dyppe brikken ned i kjemiske bad som kan gjenbrukes. Vi får dobbelt så mye DNA på overflaten og tre ganger mindre reagensbruk på grunn av dyppingen, sier Drmanac.
Prototypesystemet har ingen listepris fordi det vil bli laget på bestilling kun for de største genetikksentrene. Det vil ta tre hele dager å fullføre et løp, men vil slå av 700 genom om gangen, sier Drmanac.
Ubegrenset sekvensering
Det er ikke sikkert hvor stor interesse det vil være for Drmanacs super-sequencer. I følge Broad Institutes Gabriel er det akkurat nå verken finansiering eller etterspørsel i USA for et senter for å sekvensere 100 000 genomer per år.
Det kan imidlertid endre seg ettersom et stort initiativ tar form. For eksempel har et prosjekt finansiert av National Institutes of Health, All of Us, til hensikt å lage en helsedatabase som inneholder sekvensen av en million amerikanske frivillige. Storbritannia sekvenserer allerede 500 000 mennesker som en del av sitt eget nasjonale program.
Hvis genomsekvensering blir enda billigere, kan det fremme bruken av nye tidlige blodprøver for kreft og målinger av folks mikrobiomer (deres tarmbakterier), applikasjoner som også er avhengige av DNA-sekvensering med høy gjennomstrømning. I Kina blir versjoner av Dramnacs teknologi allerede brukt til å utføre prenatale tester på millioner av kvinner.
I Kina er det 20 millioner nyfødte per år. Veldig raskt vil de screene hver gravid kvinne, sier han. Jeg vil drive dette til ubegrenset sekvensering av milliarder av mennesker.
BGI, som bruker slagordet Omics for all on nettsiden sin , er følsom for å bli sett på først og fremst som en kinesisk operasjon, som kan få den til å vikle seg inn i handels- og nasjonalsikkerhetstvister.
Men Drmanac sier at han ikke angrer på at Complete Genomics ble solgt til BGI, et selskap han sier tenker langsiktig og ikke har et kortsiktig Wall Street-syn.
Jeg er en verdensborger og en vitenskapsmann som kjemper for vitenskapens vekst, sier han. Jeg er veldig glad for at vi fusjonerte med BGI på grunn av deres ambisjon om å bringe denne teknologien til alle. De ønsker å løse de store problemene som genomikk kan gjøre, og den eneste måten er å gjøre det rimelig.