人类基因组测序成本降到6万 ABI跨越产业新里程碑[创新技巧]

ABI新一代遗传分析平台SOLiD完成对一个人类基因组样本的测序成本低于6万美元，包含完成此工作所需全部试剂的销售价格，远低于产业界设定的新一代DNA测序技术成本里程碑----10万美元。SOLiD系统运行7次共产生36GB序列数据，每次运行最高可产生高达9GB数据，是目前所有已知DNA测序平台中最高的测序通量。这项研究成为目前所有人类基因组序列分析中进行得最深入的分析之一。ABI公司通过美国生物技术信息中心（NCBI）的公共数据库向全球科研团体开放这些数据结果。

ABI供稿 生物通翻译

    生物通报道：ABI日前宣布一项降低DNA测序成本的重要进展。该公司的科学家利用ABI新一代遗传分析平台SOLiD完成对一个人类基因组样本的测序。该项目所得的测序数据揭示了大量此前未知、具有潜在医学价值的遗传变异。研究还提供一个体基因组的高分辨、全基因组范围的结构变异，使这项研究成为目前所有人类基因组序列分析中进行得最深入的分析之一。ABI公司通过美国生物技术信息中心（NCBI）的公共数据库向全球科研团体开放这些数据结果。

    ABI可在低于60000美元的成本下完成人类基因组序列分析，这个成本包含完成此工作所需全部试剂的销售价格。相比此前任何一次已公布的人类基因组测序成本----包括著名的、耗资约3亿美元的人类基因组计划（HGP），6万美元仅仅是很小的一部分。ABI此次测序项目的成本也 远低于产业界设定、并日益得到学术界认同的新一代DNA测序技术成本里程碑----10万美元。

    此次对公众团体开放的测序数据将有助于科研人员深入研究人类遗传变异，并有助于科学家解释个体之间的易感性差异和对疾病治疗应答的差异，最终实现个性化医疗。尽管绝大多数 的人类遗传信息在所有人中都相同，但是研究人员通常更感兴趣的是研究个体之间微小的遗传差异。这种差异包括单碱基变异，以及被称为结构变异的各种较大片段DNA序列变异。结构变异包括DNA片段的插入、缺失、倒位和易位，结构变异的DNA片段范围可从几个碱基对到数百万个碱基对，可能对基因产生重要影响，并导致人类疾病的发生。

    在ABI科学运营高级主管Kenvin McKeman的指导下，科学家们采用ABI的SOLiD系统对国际 人类基因组计划中包含的一个人类DNA样本进行重新测序。SOLiD系统运行7次共产生36兆亿碱基对（36gigabases，36GB）序列数据，每次运行最高可产生高达9GB数据，是目前所有已知DNA测序平台中最高的测序通量。

    产生的36GB测序数据覆盖人类基因组超过12倍，有助于科学家确定DNA碱基对的精确顺序 ，以及精确鉴定个体基因组中存在的数百万个单碱基多态性SNP。研究组还分析了 人类基因组上包含个体之间结构变异的区域。对这些结构变异区域进行物理覆盖率超过100倍的精确分析，揭示了基因组上相比人类标准序列可能出现变异的较大片段的位点。

   McKernan说，“我们相信这项研究验证了新一代测序技术的前景，这些技术降低了分析人类基因组信息的成本、提高了精确度和速度。每个技术里程碑都使我们向着实现个性化医疗迈进。”

    McKernan的研究组利用SOLiD系统的超高通量能力对一名曾参与国际人类基因组图谱计划、来自尼日利亚Ibadan的匿名非洲男性基因组样品进行了高序列覆盖率的深入数据分析。通过构建多个包含各种大小插入片段的配对末端(paired-end)的基因组序列文库，研究人员得以对结构变异进行深入分析。大多数插入片段大于1000个碱基。SOLiD系统能够 对包含大片段插入的配对末端（paired-end）基因组序列文库进行数据分析。对于该项研究鉴别出的数百万单碱基多态性SNP，由于SOLiD系统采用双碱基编码技术，对每个碱基判读2次，能消除随机或者系统误差，以高达99.94%以上的测序精确率得到真正的SNP数据。

    SOLiD系统 另外一个优点在于这个系统的可扩展性。和其它可用的DNA测序平台不同，这个系统无需改变系统硬件配置即可支持更高层次的运行通量。SOLiD系统的这种高通量、精确度和 配对末端（paired-end）分析能力有望继续降低分析复杂基因组以及这些基因组变异如何导致诸如癌症，糖尿病和心脏病等疾病的发生等等有关研究的成本。

遗传变异和癌症及其他疾病之间的关系
    随着深层次的重测序不断揭示出此前未知的人类基因组遗传变异，包括Ontario癌症研究所的John McPherson博士在内的研究人员都希望能够找到与癌症等疾病有关的遗传变异。McPherson将对发生在不同类型癌症中的遗传变异进行分类，以更好地对肿瘤进行分类，同时希望鉴别出驱动疾病发生的早期重要分子事件。这 研究将为改进和开发新的靶向治疗方案以及新的诊断工具提供重要的靶标。

    McPherson博士表示，配对末端测序是整个基因组分析的关键组成。SOLiD流程获得的严密的片段范围，使研究人员可以鉴别出很宽范围内的插入和缺失片段，结构重排也能很容易鉴别出来。这个平台的超高通量使研究人员可轻而易举地获得高度基因组覆盖率的数据。

    来自华盛顿大学医学院的基因组学副教授，同时也是霍华德休斯医学院研究员的Evan Eichler博士则致力于研究人类基因组中的复制区域和结构变异。他利用计算机和实验方法研究这些区域的结构 以及它们在进化和疾病中的功能。

    Eichler博士指出，目前对人类基因组中结构变异的范围和频率依然知之甚少， 虽然他的实验室利用传统测序方法获得了不错的结果，但是现在更需要加快研究的步伐，更多的需求有待发现。这种深度的人类基因组配对末端数据的公布，使在更高的分辨率下找出更小的结构变异成为可能。这些数据的公开将会促进我们对正常/疾病状态下DNA结构变异的了解，并且为更快研究人类的这种遗传多样性开启了大门。

开发新一代测序的软件分析工具
    新一代测序平台使研究人员可以获得比以往更多的遗传数据。ABI的人类基因组重测序研究代表了迄今为止基因组数据中最全面的数据集之一，将为研究人员提供序列数据库信息，并有望在制备和分析样品方面为进一步分析研究其他物种复杂基因组提供范例。

    ABI期望这些人类基因组序列数据的公开将有助于推动新生物信息学工具的创新和开发速度，以帮助研究人员更好的解释这些数据背后的意义，为从多角度更好的了解疾病和健康提供线索。除了完整的人类 基因组序列数据集，在NCBI还可以获得序列数据的 子集。独立的学术和商业软件开发商都能使用这些数据表来进一步开发分析工具。ABI也正在通过SOLiD系统软件开发团体提供一个分析工具来帮助独立软件开发商翻译这些数据子集。

    通过ABI的软件开发团体，该公司在科学家和生物信息学公司之间建立联系，以帮助研究人员迎接新一代测序技术带来的生物信息学挑战，开发更高层次的数据分析和管理工具。想要获得ABI公布的人类序列数据，请访问SOLiD软件开发团体（SOLiD Software Development Community，http://info.appliedbiosystems.com/solidsoftwarecommunity）。这些数据还可以通过美国国家健康研究院（NIH）美国国家医学图书馆属下的美国生物技术信息中心（NCBI，www.ncbi.nlm.nih.gov）获得，具体地址为：ftp://ftp.nibc.nih.gov/pub/TraceDB/ShortRead/SRA000272，也可以通过该项目名称获得：SOLiD Human HapMap Sample NA18507 Whole Genome Sequence，项目编码SRA000272。

    ABI是全球生命科学市场仪器系统、消耗品、软件和服务等方面研发和销售的领头企业，公认商业化DNA测序平台的市场领导者。ABI在开发技术推动历史性的人类基因组测序中的重要作用而著称，并将通过不断将其先进的技术商品化应用以帮助科学家在基因组信息基础上更好地了解和治疗疾病，从而继续保持在DNA测序领域的领袖地位。公司最新的遗传分析平台，SOLiD系统，是生命科学产业里DNA测序通量最高的平台。

有关SOLiD系统
    SOLiD系统是一个端到端的新一代基因组研究方案，包含测序组件、化学组件、计算集群和数据存储组件。这个平台基于通过寡核苷酸连接和检测进行测序。与聚合酶测序方法不同的是，SOLiD系统利用专利的逐步连接（stepwise ligation）技术来产生高质量的数据，可应用于全基因组测序、染色质免疫共沉淀（ChIP）、微生物测序、数字核型分析、临床测序、基因型分析、基因表达分析和小分子RNA的发现等等。
无可比拟的高通量和可扩展性使得SOLiD系统从其他新一代测序平台中脱颖而出。这个系统可以通过提高上样玻片的磁珠密度，从而扩展支持更高密度测序。微珠是SOLiD系统开放式上样玻片格式的内在组成部分，使得系统每轮运行可以产生高达9Gb的测序数据。开放式上样玻片格式和灵活可变的磁珠密度，再加上软件运算法则，构成系统SOLiD可扩展到更高通量的基础，这种扩展无需显著改变平台现有硬件和软件装备。

关于ABI人类基因组数据集
1GB（gigabase）=10亿碱基（1,000,000,000）

*如果360亿碱基按1mm间隔排列，可排列36,000公里长，超过世界最高峰珠穆朗玛峰（海拔高度8848米）高度4000倍以上。
*如果360亿碱基按1mm间隔排列，相当于5000公里长度的中国长城的7倍以上。
*如果一个人以每秒1个字母的速度读，每天读24小时，要读完这些序列则需要读1200年！
*如果每个碱基代表这世界上的一个人，这个数据集相当于超过全球68亿人口的5倍以上！
*这个数据集里360亿DNA序列，相当于地球所在银河系1亿可见恒星的360倍！

关于Applera公司和ABI
    Applera公司有2个部分组成，ABI通过开发和销售仪器系统，消耗品，软件和服务来服务于生命科学产业和研究团体。客户采用这些工具来分析核酸，小分子，和蛋白质来进行科学研究和开发新的药物。ABI产品也包括服务部分生命科学研究以外的一些市场的需求，即应用市场，包括人类基因鉴定（法医物证和亲子鉴定），生物安全（包括响应生物恐怖主义和其他恶意威胁，意外和自然生物灾害），质量和安全鉴定（如食物和药物生产的鉴定）。ABI总部位于加州Forster市，2007财政年度报告销售额达到接近21亿美元。Celera集团则致力于诊断市场，开发个性化疾病治疗方案的一系列产品和服务。Berkeley HeartLab是Celera的一个分支，提供心脏病风险预测服务和病人治疗方案优化。Celera也通过战略合作伙伴如雅培公司提供一系列分子诊断产品，或者授权其他诊断技术开发以提供癌症和肝脏疾病的个性化疾病治疗方案。详细信息请访问www.applera.com. 有关ABI公司信息请访问www.appliedbiosystens.com.

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