2018年测序盘点——三代测序硕果累累

对于PacBio公司而言，2018年是丰收的一年。在SMRT单分子实时测序技术的帮助下，多项引人注目的研究成果发表，有些更是发表在高影响力杂志的封面。随着测序平台的升级和测序成本的下降，SMRT测序技术的应用范围不断扩大。

PacBio的首席科学家Jonas Korlach博士说：“对科学来说，这是非凡的一年。我们为我们的合作伙伴感到自豪，也很荣幸我们的技术正在推动生命科学各个领域的探索。”

现在，我们就来看看2018年科学界采用SMRT技术取得了哪些成果。

动植物研究

6月，美国华盛顿大学著名的遗传学家Evan Eichler领导的团队在《Science》杂志上发表封面文章。这篇论文运用SMRT长读长测序技术和Bionano光学图谱技术，完成并组装了黑猩猩（Chimpanzee），猩猩（Orangutan）和两个人（Human）的基因组，然后将它们与先前的大猩猩（Gorilla）基因组进行了深度的比较。

7月，中国农业大学，美国康奈尔大学等处的研究人员在《Nature Genetics》杂志上发表文章，利用PacBio单分子测序技术以及Bionano光学图谱技术和Illumina高通量测序技术，对玉米Mo17基因组进行组装，在基因组学层面对玉米自交系间能够形成特别显著的杂种优势的原因提供了一个新的解释。

10月，甘蔗也出现在《Nature Genetics》杂志的封面。福建农林大学的一组研究人员利用SMRT测序技术，攻克同源多倍体基因组拼接组装的世界级技术难题，率先破译甘蔗“割手密”种基因组，同时还解析了甘蔗“割手密”种的系列生物学问题。

此外，脊椎动物基因组计划（VGP）发布了首批15个高质量的参考基因组，包括蝙蝠、鸭嘴兽、猞猁、鸮鹦鹉等。这些通过PacBio技术获得的新基因组是迄今为止最完整的基因组，使得高质量动物参考基因组的数量增加了一倍，且连续性、完整性和准确性的水平相当。

生物医学研究

Sanger研究所的科学家7月在《Nature Biotechnology》杂志发文称，CRISPR-Cas9基因组编辑可以在细胞中引起比以前认为更大的遗传损伤。这些结果意味着CRISPR-Cas9基因疗法可能存在安全问题。在分析过程中，他们选择了SMRT测序，以便研究与预期位点相邻的更大区域。

冷泉港实验室的科学家也在《Genome Research》上发表了乳腺癌的基因组结构变异图谱。他们之所以选择长读长测序技术来读取癌细胞的基因组，是因为它能读取更长的DNA片段。在这一研究中，他们详细地重建了HER2基因在HER2阳性乳腺癌细胞中如何大量扩增。

此外，PacBio还利用一名波多黎各女性的样本，产生了到目前为止最高质量的单个人二倍体人类基因组组装，表示遗传自父母双方的46条染色体的DNA序列近乎完整。基因组测序在Sequel测序平台上完成，利用的是2.1版本的试剂和5.1版本的软件。

微生物学研究

美国能源部联合基因组研究所（JGI）1月在《美国科学院院刊》（PNAS）杂志上发表文章。作者利用PacBio SMRT测序技术对四种不同的曲霉菌种（A. campestris、A. novofumigatus、A. ochraceoroseus和A. steynii）进行测序，产生了高质量的可用于后期比较基因组学分析的参考基因组。

西奈山伊坎医学院等机构的科学家则提出了一种新型的微生物组菌种分型模式。他们利用PacBio SMRT测序技术和新型算法进行微生物组菌株鉴定，提出不同种的微生物中广泛存在自己独特的DNA 甲基化修饰模式，这能够看成是一个天然的“条形码”，从而实现更高分辨率的微生物组菌种分型。这项成果发表在《Nature Biotechnology》杂志上。

都柏林大学学院（UCD）的研究人员利用SMRT测序技术发现，酿酒酵母（库德毕赤酵母）和致病酵母（克鲁斯假丝酵母）虽然名字迥异，但碱基水平上的一致性达到了99.6%。换句话说，它们就是同一种酵母。虽然这听着像个鬼故事，但文章已经在《PLOS Pathogens》上发表了。

如今，利用SMRT技术开展测序研究仍然是相当昂贵的。不过，PacBio公司计划在2019年推出适用于Sequel仪器的8M芯片，有望将每Gb数据的成本从37.5美元降低至7-10美元。届时，它将实现1000美元的人类基因组测序。三代测序，未来可期！