打破国外垄断！伯科生物推出自主知识产权的生物液相芯片杂交捕获与探针原位合成技术

高通量测序技术（NGS）为研究生命的遗传物质提供了变革性的技术手段。同时，NGS技术可以快速、高效地分析疾病相关的基因及其变异，在临床拥有广泛的技术前景。目前来看，基于全基因组测序的临床诊断，由于其价格及解读等方面的限制，在临床应用有限。而目标序列靶向测序可以帮助研究人员仅对感兴趣的基因组区域进行富集测序，不仅能够有效降低测序成本，还可以提高测序深度，经济有效地研究特定区域的基因变异。2010年，外显子组靶向测序技术被《科学》杂志评为年度十大科学突破，虽然不到全基因组2%的数据，却包含了约85%的已知变异位点。

近日，测序中国获悉，伯科生物医学科技（北京）有限公司（以下简称“伯科”）已建成完整的杂交捕获探针设计与原位合成平台（BOKE TargetCap™），拥有了自主知识产权的液相芯片杂交捕获技术，实现了中国首创。BOKE TargetCap™生物液相芯片杂交捕获技术通过对目标区域的深入分析，能够综合考虑目标区域GC含量、目标区域重复性、探针非特异性杂交特性、探针退火温度、杂交解链热动力学特性等因素，筛选出最优方案，更大程度满足实验需求。

据悉，伯科的研发团队由全球知名的化学和生物学专家组成，拥有自主知识产权的合成技术平台，实现了真正意义上的不依赖任何进口仪器的独立自主生产能力。现有的基因捕获技术大都使用生物素修饰的DNA进行杂交，主要是利用生物素与链霉亲合素(streptavidin, SA)之间结合的亲合力高、特异性强的特点。生物素分子有两个环状结构，其中咪唑酮环是与亲和素结合的主要部位；另外一个噻吩环的C2上有一戊酸侧链，可以提供一定的空间距离，但是并不足够。因此生物素和DNA一般通过一段有机长链状分子连接，其距离可以调节。通常采用的有己烷链、triethyleneglycol（TEG）链或者其他长度的链等，DNA复制时掺入的Biotin-16-dUTP采用了16个原子长度的有机分子链。伯科的研发团队通过对分子结构进行优化与创新，合成了一系列不同长度连接的生物素亚磷酰胺分子，最长的达到40个原子长度。同时精深的研究了生物素和DNA之间有机长链状分子的不同空间距离，对于目标区域捕获的影响。通过这一系列不同长度连接分子的生物素分子配合二代测序技术，测定不同长度的捕获效率，发现随着长度的增加，捕获效率得到有效提高。

近十年来我国基因测序产业发展迅猛，市场规模越做越大，服务模式日渐细化。然而基因捕获的核心上游技术主要由国外公司垄断，如Roche、Agilent、IDT等知名企业。BOKE TargetCap™的数据分析结果显示，在目标区域覆盖度（Target Coverage）、比对到目标区域的碱基比例（On Target Bases Ratio）、比对到目标区域的读段比例（On Target Reads Ratio）等指标已达到国际竞品同等水平（图1）。

图1. BOKE TargetCap™捕获效率优异

与竞品相比，BOKE TargetCap™在目标区域均一性上有着突出的表现，测序深度大于10%平均测序深度的碱基比例达到目标区域97%（图2）。更高的目标区域均一性意味着可以使用最少的测序量达到对变异位点的更有效检出，降低测序成本。

图2. BOKE TargetCap™杰出的目标区域均一性

通过使用不同批次解决方案对同一文库进行测试，比较测序数据分析结果中的目标区域覆盖度、比对到目标区域的碱基比例、比对到目标区域的读段比例、10%/20%/50%平均测序深度碱基比例等指标，结果显示BOKE TargetCap™在不同批次间稳定性上具有优异表现。

图3. BOKE TargetCap™优质的批次间稳定性

伯科介绍，BOKE TargetCap™采用了快速杂交技术，探针与文库杂交时间为4小时，仅需7小时就能完成杂交捕获、捕获后文库扩增与质控，大大缩短了测序的整体实验时间、提高了用户的实验周转率。

元码基因研发总监梁羽表示：“经过大量的临床样本验证，伯科的BOKE TargetCap™在捕获效率、产品稳定性、准确度、灵敏度等指标上均达到甚至超过国际知名品牌水平，未来将在临床应用方面具有广阔的前景”。

表1. BOKE TargetCap™生物液相芯片杂交捕获技术应用汇总

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