为加速我国基因科学研究的进程,中科院与浪潮集团今日宣布将共同研制国产第三代基因测序仪,预计将于三年内问世。这一重要设备的成功研制,不仅将填补我国在基因测序基础装备领域的空白,提升装备自主化水平,同时也将使国内生命科学研究机构能够获得低成本、高效率的测序工具,更有效地开发和利用我国丰富的基因资源,加速我国基因战略的发展。
国产第三代基因测序仪的研制,不仅关系到生命科研进度,更关乎未来国家的基因安全。据中科院北京基因组研究所副所长于军研究员介绍,我国自行研发的第三代基因测序仪仅需15分钟即可完成一个人的完整基因测序,相比第二代产品1个月以上的测试周期,时间大大缩短。同时,测试成本也将下降到5000元左右,仅为当前的1%。据了解,目前国际上对第三代基因测序仪的竞争十分激烈,美国宣称要在2014年推出第三代基因测序仪,日本和欧洲也有相关的研发计划,我国面临的形势十分紧迫。
为加速我国基因科学研究的进程，今天，中科院北京基因组所与浪潮成立“中科院北京基因组研究所—浪潮基因组科学联合实验室”仪式在京举行。该实验室将研发国产第三代基因测序仪，第一台样机预计2013年问世。这不仅将填补我国在基因测序基础装备领域的空白、提升装备自主化水平，同时也将使国内生命科学研究机构能获得低成本、高效率的测序工具，更有效地开发和利用我国丰富的基因资源，加速我国基因战略的发展。
科技部高新司副司长杨咸武指出，作为基因科学的基础性战略装备，具有国际先进水平的第三代基因测序仪的研制，将使我国在该领域建立先发优势，在未来的国际竞争中占据有利位置。
中科院生物科学与生物技术局局长张知彬表示，很支持研究所和企业合作，个性化医疗时代需要更便捷的基因测序仪。
当前，我国从事基因研究使用的第二代基因测序仪完全依靠
进口。在经费受限的情况下，足够数量的基因测序设备难以获得，科研进度缓慢。更严重的是，由于基因资源具有唯一性，国外公司利用基因测序设备方面的先发优势，抢先申请基因专利，垄断未来全球的基因产业。
中科院北京基因组研究所副所长于军介绍，目标研发的第三代基因测序仪仅需几十分钟即可完成一个人的完整基因组测序，短于第二代产品1个月以上的测序周期。同时，测试成本也将下降到5000元左右，仅为当前的1%。
于军还指出，国产第三代基因测序仪在测序原理、测序读长以及测序成本等方面能达到国际先进水平，也将引发基因组科学应用领域的革命性改变，开启个体化医疗时代。
据悉，目前国际上对第三代基因测序仪的争夺十分激烈，美国宣称要在2012年推出成熟的第三代基因测序仪，日本和欧洲也有相关的研发计划。基因测序仪的研发是系统工程，涉及生物、半导体、计算机、化学、光学等多个领域，需要不同学科顶尖力量的合作。中科院北京基因组研究所是国内权威的基因组学研究机构，而浪潮集团则依托服务器存储国家重点实验室，是国内唯一具备半导体、集成电路和光电子仪器设计，以及服务器整机、存储和芯片研发能力等多领域技术的IT厂商。
除第三代基因测序仪的研制以外，中科院与浪潮还将联合开展生物信息算法在新技术架构下的应用开发，以及生物信息专用机的研制。浪潮集团高级副总裁王恩东表示，与中科院的合作，能够有效促进生命科学与IT技术的融合，推动生命科学和IT产业的互动式发展。
基因测序仪自主化迫在眉睫
21世纪是生命科学的世纪，而基因作为决定生物性状的
遗传物质基础，已经成为关乎综合国力的战略性资源。现今基因技术已经被应用于农牧业、食品工业、医疗卫生、遗传鉴定、新能源开发等多个领域，创造了巨大的经济效益和社会效益，基因技术已经成为各国关注的焦点。但对基因进行研究和利用的前提是破解基因组序列，基因测序仪在其中担当着基因信息收集和挖掘的任务，在整个基因研究中具有重要作用。
据了解，目前我国自主基因测序仪目前还属空白，正在应用的第二代基因测序仪完全依靠进口，价格昂贵，完成一个人的基因组测序最少要花费6周时间，成本高达6-10万美金。成本高，耗时长，当前的基因测序仪已经不能满足当前基因研究的需求。中科院生命科学与生物技术局张知彬局长表示：“现有的测序能力尽管和过去相比已经有很大的提高，但是和现在的需求来讲还是远远达不到的。现在我们需要进行大量基因组的研究，包括转基因育种等等，需要更快、更便宜的测序手段。”
另外，由于基因资源具有唯一性，国外公司可以利用基因测序设备方面的先发优势，抢先申请基因专利，从而垄断未来全球的基因产业。据了解，目前国际上对第三代基因测序仪的争夺十分激烈，美国宣称要在2013年推出第三代基因测序仪，日本和欧洲也有相关的研发计划，我国面临的形势十分紧迫，第三代基因测序仪的自主研发迫在眉睫。
第二代测序仪完成一个人的基因组测序最少要花费6周时间，成本高达6-10万美金。而“中科院北京基因组研究所-浪潮基因组科学联合实验室”计划研发的第三代基因测序仪预计，仅需15分钟即可完成一个人的完整基因测序，同时，测试成本也将下降到1000美金，仅为当前的1%。
据中科院北京基因组研究所副所长于军研究员介绍，我国拟自行研发的第三代基因测序仪与现有的第二代测序仪在原理和效能上有着本质的区别。第三代基因测序仪更多地利用了化学、半导体学、光学等原理技术，通过对单分子的操作而减少了繁杂的生物学反应，同时结合了对海量数据的高效率处理技术，形成对基因序列的廉价和快速的解读。
据悉，基因测序仪的研制是一个系统工程，涉及生物化学、计算机、光学、分子物理等多个领域，需要多种学科顶尖技术力量的合作才能够完成。我国自主的第三代基因测序仪将由“中科院北京基因组研究所-浪潮基因组科学联合实验室”进行研发，双方的联手可谓生命科学和IT技术的融合。
科技部高新司副司长杨咸武对双方的联合给与了高度的评价：“中科院北京基因组研究所是基因领域研究的国家队伍，曾经参与完成了国际‘人类基因组’专题计划，并且独立完成了中国‘超级杂交水稻基因组计划’等一系列重大科学研究。在基因学科领域具有丰富的研发经验，凝聚了一支高水平的队伍。”
对于浪潮，杨副司长表示：“浪潮集团是国家知名的IT企业，近年来承担了多项国家重大的科研任务，如高端容错计算机、海量存储技术的研究等等。在浪潮集团设立的高效能服务器和存储技术国家重点实验室也是国家首批批准的，是在企业中建立的国家重点实验室。”
对于双方的合作，杨副司长认为是强强联合，对我国基因科学的研究具有重要意义：“中科院北京基因组研究所和浪潮集团的的强强联合，在第三代基因测序仪的研制以及高性能计算机生物算法等方面开展研究，这必将对我国基因科学研究产生重要的影响，同时也会对我们计算领域的发展产生积极的作用。”
浪潮集团高级副总裁王恩东介绍了实验室的两个工作：“第一是生物学计算法在创新的计算机架构下的研究，这是软的层面；第二，对基因组科学测序和联合设备进行开发。近期将有三个方面的工作要开展：第一是基于GPU技术的领域开发和研究；第二个是高性能生物信息处理专用机的研制；第三个是开发国产的第三代基因测序仪。”
对于浪潮联手中科院研发我国自主第三代基因测序仪器的重要意义，王恩东从“战略层面”和“大众层面”分别进行了阐述。
在战略层面上，王恩东认为：“基因科学是二十一世纪很重要的战略学科，虽然我国在基因测试方面没有达到世界领先水平，但也为人类基因组的研究作出了突出的贡献。但是在基因组科学最基础性的设备上与基因测序仪上我国主要还是依赖于进口，这种局面对我们基因科学研究还是形成了很大的影响。浪潮和中科院基因组所共同研制第三代基因测序仪，就像利用军事装备来捍卫国家领土的安全一样，这对于保护我国自己的基因资源起到了很重要的作用。”
在大众层面上，王恩东表示：“如果第三代基因测序仪能够国产化，能够自主生产和制造，将极大地降低人的基因测试的成本，从目前的几十万元降到几千元的水平，将来做基因测序就像在医院做CT一样，由此对个人基因衍生出来的个体化的仪表也将会形成一个新的产业。”
作者：
2009-12-4