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基因測序發展趨勢是什麼樣子?

2017年10月09日 知乎問答精選 暫無評論 閱讀 16 ℃ 次

【TangBoyun的回答(7票)】:

我覺得要好好討論這個話題得細分具體應用,以下是我個人的一些推斷:

  1. 基因組測序 這塊未來應該會以第三代測序等長讀長測序方法壟斷。長讀長可以大大降低基因組拼接的難度。無論是微生物組,還是複雜基因組(多倍體、多重複區),三代已優勢盡顯。
  2. 表觀遺傳測序 這塊得細分,DNA甲基化,三代方法可以直接測得修飾鹼基,因此有優勢。轉錄因子大部分為窄峰,二代比較適合。而RNA Poly II以及組蛋白修飾,大多為寬峰,三代應該沒問題。
  3. 小RNA測序 二代絕對優勢項目。長讀長沒有任何用。
  4. 靶向外顯子組測序 三代優勢項目。不但可以直接讀取全長,也可以分析大規模的結構變異與重排。
  5. 轉錄組測序
  • ISO-seq 以三代測序為代表的長讀長測序方法。該測序的目的是弄清整個轉錄組的序列、外顯子構成在基因組上的位置、可變剪切模式等。但由於三代測序本身建庫和測序的特點,導致它無法定量(不同的SMRT Cell,不同長度reads之間難以normalization)。

  • RNA-seq 以二代測序為代表的短讀長測序方法,由於可以做RNA定量,將仍佔有一席之地。但由於RNA-seq原先相對於芯片平台的優勢(新序列發現、可變剪切)被ISO-seq取代,將面臨相關芯片產品的競爭。

以上應該是科研視角。具體商業應用上,我個人比較傾向於定制芯片或者PCR Array等產品,優點是比較容易把平台做到封閉、穩定。

再補充點其他的,因為老有人把測序成本降低幅度、測序速度來提摩爾定律。摩爾定律持續了半個世紀,許多外行覺得可能在測序上也會重演這一幕。我的觀點是:不會!摩爾定律形成原因是當時半導體物理理論的積澱遠超當時的工業水平。而現在的第三、四代測序做到什麼程度呢?

三代測序:技術核心在於在指甲大小面積上精確分離15萬束激光射入容納單個DNA分子的小孔內,作為單個磷酸分子上螢光基團的激發光,並捕獲、記錄、解析這個信號。

四代測序:在納米孔上檢測單個DNA分子每一個核甘酸殘基通過時的電位變化。

這些技術事實上都已經到了信號解析的工程極限了,很難再通過工程手段獲得本質提高,想想什麼叫「海森堡測不准原理」。

【XiYang的回答(1票)】:

基因測序太浮雲了:你測了一大堆序列,知道它們是起什麼作用的麼?可能只對於研究及其透徹的單細胞模式生物,勉強可以回答「是」。

現在能拿得準的,也就是一些單基因遺傳病,或者特定類型的癌症檢測什麼的。

【黃克非的回答(1票)】:

這個問題有意思,來一發。

首先,我之前的答案談到過測序的發展。

目前看來,測序向公共資源靠攏的趨勢不可逆。

沒有其他什麼原因。市場不夠。

之前的測序主要服務於學術市場,客戶都是學校科研機構。市場來自於國家經費,市場容量是有限的。

這塊的動向關注華大,高端測序服務市場佔據很大份額,所以它在尋找其他的增長點,就是臨床應用。

前段時間在瑞金醫院還看到了癌症檢測的服務。對於目前的測序技術來說,沒有難度,准不准還有待考證,最起碼學術上是站得住腳的。費用相對於手術費來說,真得算便宜

目前這塊的公司開始出現。是一個兆頭。至於怎麼和醫院更好的融合,我不知道。因為問題是,即使準確率很高,不可能查出來就切吧?道理參見扁鵲見蔡恆公啊。

那麼既然趨勢有了,那麼就是一個行業規範的問題。

學術上玩的這麼high,其實歸根到底就做了兩件事

1 如何更準確的預測

2 如何減少誤差,增加穩定性

實驗這東西,方法很多,不同試劑,不同取樣方法,都會造成誤差,誤差會累積,那麼結果是實驗誤差呢還是真的?所以就是我們術語所說,假陽性呢還是假陰性?

然後對於分析來說,算法那麼多,都有優缺點,不同算法可能結果有很大差別,當然用多種方法交叉檢驗是可以的。但是缺乏一種公認的標準。

所以我挺期待誰會成為行業的制定者。

那麼這兩點應該是目前比較明朗的東西,再深一點,誰知道。這個行業算起來,也就剛開始幾十年,從世界的角度來看,變化實在太快。鄙人高度還不夠~看不到了呢。

【Kerouac的回答(1票)】:

應該差不多遵守摩爾定律,越來越便宜和準確。後續海量數據的分析,結果的判讀,以及相關的倫理問題是首當其衝要考慮的

【艾瑪帝國號的回答(0票)】:

完全解讀基因所調控的細胞和個體水平的生物發展機制

【陳然的回答(0票)】:

測序的硬件會朝兩個極端發展:1,越來越高通量,越來越大,類似計算機發展成「深藍」,「銀河X號」一類的超級計算機;2,越來越小型化,越來越傻瓜化,類似計算機發展成個人電腦PC。

測序的實際應用會更加貼近醫學臨床,當某種疾病的基因診斷(不是基因預測)發展成熟了,會寫進臨床指南,醫生在開單檢查時直接會做基因診斷。大部分的基因診斷是由測序完成的。最終進化到無人醫療階段後,測序技術會和傳統診斷技術一起融合進無人門診中。

【張勇的回答(0票)】:

測序畢竟只是手段,我覺得測序技術還是會向多元發展,也就是說第一,二,三代測序肯定是都會存在,三代自然是方向,如果又準又長,也就不用考慮什麼各種模型算法之類了,但是目前好像三代還沒邁過這個平衡的坎。由於我是個搞軟件的門外漢,接觸多半在人類基因組這塊,所以只說下人類基因組這塊。個人覺得第三代除非準確率或成本上有較大突破,否則還是以第二代為主,一則二代測序越來越長,250bp已經可以初步來解決一些複雜區域的變異檢測,broad也發了他們的paper;二來三代如果準確率不高,其實算法層面的複雜度也不一定會比二代簡單,現在還是多半結合二代一起來做吧;三也要看行業,當年illumina起來也是靠BGI買了不少機器逐漸發展起來,目前似乎沒看到那對三代有特別大的熱情啊。所以說,個人覺得近幾年至少還是二代為主,個人眼界有限,不一定正確。

標籤:-基因 -生物信息學 -23andme -DNA測序 -PacBioRS


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