Китайская BGI может секвенировать геном всего за 100 долларов?

Время чтения: 5 мин
(Источник изображения: BGI)

Китайский генный гигант BGI Group утверждает, что сделает секвенирование генома максимально доступным, впервые понизив цену ниже порога в $100, сообщает MIT Technology Review.

Удешевление секвенирования генома может стимулировать появление новых анализов крови для раннего выявления рака и измерения микробиомов (индивидуальных сочетаний бактерий, живущих в кишечнике у каждого человека) и других применений. Так, в Китае подобные технологии уже используются для проведения пренатальных тестов у миллионов женщин.

Подробности: Компания утверждает, что низкая стоимость будет возможна за счёт «экстремальной» системы секвенирования ДНК, которую компания разрабатывает, основываясь на технологии, полученной от США. Система будет способна декодировать 100 000 геномов в год.

  • Заявление, сделанное 26 февраля на конференции по ДНК-технологиям в Марко-Айленде, Флорида, может усилить конкуренцию между BGI и калифорнийской компанией Illumina, которая доминировала на рынке инструментов для быстрого секвенирования генома более десяти лет.
  • «Я думаю, естественно, есть определённый скептицизм относительно реальности заявлений BGI», – говорит директор американской платформы геномики Broad Institute Стейси Гэбриэл. — «Но если это действительно 100 долларов, это в несколько раз дешевле [имеющихся на рынке решений]. Существует определённый хайп, потому что громких заявлений в отрасли не было уже несколько лет».
  • С тех пор как в 2003 году был расшифрован первый человеческий геном, стоимость расшифровки значительно снизилась. Десять лет назад расшифровка генома одного человека стоила около 50 000 долларов. Сегодня стоимость (в основном из-за стоимости реагентов) в крупнейших центрах по секвенированию составляет около $600.
  • Чтобы ещё больше снизить стоимость, в новой системе BGI будет использоваться роботизированный манипулятор и специальная автоматизированная лаборатория.
  • «Эти системы будут иметь большое значение для крупномасштабных популяционных генетических проектов, рассчитанных на миллионы человек», — утверждает Раде Драмнак, главный научный сотрудник компании Complete Genomics, американской дочерней компании BGI Group, которая разработала новую технологию.

Предыстория: Компания BGI, изначально созданная на базе Пекинского университета и носившая название Пекинский институт геномики (Beijing Genomics Institute), была основана два десятилетия назад во время участия Китая в проекте «Геном человека». С тех пор она превратилась из исследовательского института, который занимался расшифровкой ДНК панд и риса, в обширный конгломерат, активно занимающийся клонированием животных, медицинским тестированием и контрактными исследованиями. Во время вспышки SARS в 2003 году именно BGI была первой, кто расшифровал геном вируса, что значительно облегчило диагностику заболевания, пишет Xinhua Net.

  • В 2009 году годовая выручка компании достигла 343 млн юаней ($49.5 млн), а в 2010 резко возросла до 1.04 млрд юаней ($149.5), после того как компания закупила 128 секвенсеров Illumina HiSeq2000, став самым крупным клиентом компании. С 2012 года компания производит более половины данных секвенирования во всём мире.
  • В 2013 году компания за $117 млн приобрела американскую компанию Complete Genomics. Новое заявление BGI об удешевлении секвенирования, показывает, что возможно, решение правительства США об одобрении сделки — это ошибка, которая может стоить ему потери технологического лидерства в отрасли.
  • Complete Genomics была стартапом, созданным Раде Драмнаком — сербским эмигрантом с кучей инновационных идей по секвенированию ДНК. Но стартап испытывал трудности с привлечением средств и не мог конкурировать с отраслевым лидером Illumina, поэтому Драмнак был вынужден принять предложение BGI о приобретении компании примерно за $120 млн.
  • В июле 2017 года компания вышла на Шэньчжэньскую биржу. Компания владеет крупнейшим в мире исследовательским центром в области генетики, расположенном в Шэньчжэне. В 2017 году компания также построила исследовательский центр в США — Инновационный центр западного побережья (West Coast Innovation Center). Деятельность центра посвящена прецизионной медицине.

Борьба за рынок: Illumina пыталась не допустить сделки и обращалась в Министерство торговли США с просьбой заблокировать приобретение по соображениям национальной безопасности, ссылаясь на риск попадания данных ДНК американцев в руки Китая. Тем не менее сделка состоялась.

  • Технологическое соперничество Illumina и BGI продолжается, они подают против друга патентные иски. Но отношения между компаниями не ограничиваются соперничеством.
  • Одновременно с усилением конкуренции BGI продолжает являться клиентом Illumina и использовать её оборудование в своих исследовательских центрах. Исполнительный директор Illumina Джей Флэтли в прошлом высказывался, что необычный характер отношений между компаниями не позволяет ему комментировать какие-либо подробности. При этом Illumina положительно оценивает вклад BGI в развитие информационных технологий и технологий секвенирования генома, сообщал Wired.

Итоги: Сверхбыстрое секвенирование работает путём разбивания генома на миллиарды коротких отрезков ДНК, которые затем обрабатываются с помощью чипа, а затем собираются компьютером и комбинируются.

  • Illumina предлагает услуги секвенирования генома за $1000 с 2014 года. В 2017 году компания заявила, что в конечном итоге снизит цену до $100 долларов, но пока этого не произошло.
  • Теперь цены устанавливает BGI. В феврале бостонский стартап Nebula Genomics начал предлагать секвенирование всего за $299. Низкая цена предложения обусловлена тем, что Nebula Genomics отправляет генетические образцы в лабораторию BGI в Гонконге для расшифровки.
  • BGI достигает снижения цены за счет использования огромного чипа размером с тарелку, сделанного по технологии 500 нм, а также за счет использования роботизированного манипулятора для погружения чипа в химические ванны, благодаря чему возможно его неоднократное использование.
  • «Мы получаем в два раза больше ДНК и тратим в три раза меньше реагентов благодаря погружению», — говорит Драмнак.
  • Впрочем, неизвестно, насколько новый быстрый секвенсер будет востребован. По словам Гэбриэла из Broad Institute, сейчас в США нет ни средств, ни спроса на строительство центра для секвенирования 100 000 геномов в год. Однако, это может измениться, если возникнет крупный проект. Такой проект «Все мы», финансируемый Национальным институтом здравоохранения, планирует создать базу данных здравоохранения, содержащую последовательность ДНК миллиона добровольцев-американцев. Великобритания также начала секвенирование геномов 500 000 человек в рамках собственной национальной программы.
  • BGI не хочет, чтобы её рассматривали как китайскую компанию, опасаясь впутывания в торговые споры и проблем национальной безопасности. Ее лозунг «Геномика для всех».
  • Драмнак не жалеет о продаже Complete Genomics BGI, так как по его словам, компания «думает о долгосрочной перспективе и не подвержена близорукости Уолл-стрит».
  • «Я гражданин мира и ученый, который борется за развитие науки», — говорит Драмнак. — «Я очень рад, что мы объединились с BGI, и что они стремятся донести технологию до всех. Они хотят решить важные проблемы, которые может решить геномика, и единственный способ — сделать ее доступной».