人类基因测序关键技术取得重大进展

不详 佚名 【字体:

        5月24日从国家自然科学基金委员会工程与材料科学部主办,东南大学、南京航空航天大学与南京理工大学联合承办的第十一届设计与制造前沿国际会议上获悉,由东南大学担纲研制的第三代人类基因测序关键技术取得重大突破,人体全基因测序有望在24小时内完成,高昂的检测费用有望降至1000美元,从而可对潜在的遗传类疾病进行提前预测。

        江苏省微纳生物医疗器械设计与制造重点实验室副主任、东南大学机械工程学院副院长陈云飞教授介绍,第一代基因测序方法历时12年、耗资数十亿美元,人类基因组计划在2003年完成人体全序列的基因测定,但高昂的时间和经济成本均令人望而生畏。近两年迅猛发展的第二代测序仪让人类基因组重测序的费用降低到10万美元以下,测序时间也缩短到6个月。但是,这样的价格和时间,对于个人用户来说仍然太高,因而极大地限制了临床应用和基础理论研究。于是,2004年美国国家人类基因组研究所启动了千元基因组测序研究项目,目的是让人类基因组测序费用降至1000美元以下。

        依托东南大学的江苏省微纳生物医疗器械设计与制造重点实验室于2006年开展“基于微纳制造的第三代基因测序系统”研究,通过微、纳米级制造,在单个芯片上集成成百上千个纳米孔阵列。陈云飞教授解释说,第一代、第二代基因测序使用的都是化学方法,东南大学研制的第三代采取的是物理方法,重点之一是研制能做纳米孔的样机。人体基因由30亿个碱基对组成,根据个子大小不一可分成4种,基因测序就是做纳米孔让30亿个碱基对排队通过。纳米孔相当于一个针眼,通过测定碱基对通过“针眼”时的电流,基因的序列就能判断出来。

        据介绍,这项技术的难点在于“针眼”材料的选择,以及碱基对通过“针眼”时电流大小的测定。东南大学除了整合该校机械学院、电子学院等多个学院,还联合了清华大学、中科院力学研究所等科研机构的力量共同研究。

        目前,该研究已取得突破性进展,不仅选定了做“针眼”的材料石墨烯、氮化硼,还把“针眼”做到了直径2个纳米大小,能比较精确地测出碱基对通过“针眼”时电流的大小。陈云飞教授介绍,该研究团队下一步将研究把“针眼”缩小到1个纳米,最终目标是将人体全序列基因测序时间减少为24小时、1000美元,让每个人基因测序成为可能,实现一滴血一天测出人体全基因序列的目标,缩短找到治疗疾病方法的时间。


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