四天內，QIAGEN、Illumina、Agilent都與這家公司達成了合作

　　編者按：近日，10X Genomics公司在短短四天內接連宣布與業內大型公司QIAGEN，Illumina和Agilent達成合作伙伴關系。這幾家公司不約而同地看中了該公司的GemCode平臺技術。

　　在去年的摩根健康大會上以黑馬之姿出現在公眾視野的10X Genomics公司（以下簡稱10X 公司），在2015年2月推出GemCode平臺，一時間引起業界廣泛關注。時隔一年，在2016年2月，該公司在短短四天內接連宣布與業內多家大型公司達成合作伙伴關系。這幾家公司不約而同的看中了該公司的GemCode平臺技術。2016年1月的摩根大會上，該公司推出了GemCode平臺的配套文庫制備試劑盒，并且很快將推出用于外顯子測序的試劑盒。該公司還計劃升級平臺，以兼容Illumina公司HiSeq X 10系統。去年該平臺上市以來，截至1月已售出43臺。

　　2月8日，10X 公司宣布，正與QIAGEN公司共同開發新一代測序和單細胞分析的流程以及解決方案。根據合作協議，QIAGEN公司將通過10X公司的Gemcode平臺和單細胞產品優化本公司的樣本制備。結合10X公司的Gemcode平臺以及QIAGEN公司的單細胞產品、NGS產品GeneReader ，開發更新更全面的樣本制備解決方案。

　　10x公司首席執行官Serge Saxonov在一份聲明中說：“我們很高興此次有機會與Qiagen公司從樣品制備、基因組綜合分析，生物信息學解決方案等方面展開合作，獲得更多的信息來更全面的了解疾病。我們希望這種合作，讓雙方的客戶都能獲益。”

　　QIAGEN首席執行官Peer Schatz表示：“新的伙伴關系將有助于進一步挖掘每個產品的潛力，為NGS研究提供重要的新技術。”

　　2月9日，10x公司還與Illumina公司達成合作，Illumina測序儀結合10x公司的Gemcode平臺將為研究人員提供更為廣泛的測序應用。

　　Illumina公司首席商務官Christian Henry表示：“我們很高興10x公司成為我們的合作伙伴，共同建立產業生態。Gemcode技術能為HiSeq X、HiSeq、Nextseq、和Miseq的用戶升級現有系統，相比于市面上其他的長讀長系統可以以更低的成本和更高的質量提供服務”。

　　2月11日，10X公司和Agilent公司宣布，正在結合雙方技術優勢合作開發高效的外顯子組產品，通過雙方的優勢互補，能夠提高外顯子測序的深度，可以用來更加精準地檢測變異位點，尤其是基因組上那些難以匹配的區域，此外，除了外顯子區域，新產品可以附加其他區域以便用來開展phasing分析，這為用戶分析基因組復雜的結構變異帶來了諸多好處。通過將Agilent公司的SureSelect靶向序列捕獲技術用于10X公司的Gemcode平臺，樣本量僅需約1納克DNA。

　　Agilent基因組學事業部副總裁兼總經理Herman Verrelst在聲明中談到：“我們與10X公司合作將促進對疾病的進一步認識，讓我們站在技術創新的最前沿。新技術獨特的潛力，提升了對父母雙親的單倍型分析以及基因結構變異的檢測能力，對于癌癥等疾病的臨床研究將產生重要的影響。”

　　GemCode平臺的原理、優勢及應用進行了詳細介紹

　　測序技術發展趨勢

　　以Illumina HiSeq測序儀為代表的二代測序技術是將基因組DNA打斷成小片段再進行測序，通過生物信息學手段將讀取的小片段序列進行組裝，而對于已經具備參考基因組的物種，則直接與參考基因組比對檢測變異信息。由于此項技術在測序前將基因組DNA隨機打斷成小片段，根據測序儀的讀取策略，每條測序序列的讀取長度僅有100～300bp，無法辨別讀取的序列信息是否來源于相同的DNA模版鏈，因此不利于單倍體分型（發生突變的遺傳信息來源于親本哪一方），對于結構變異（大片段DNA插入、缺失等變異）的鑒定也存在誤差。

　　利用測序得到的堿基排列信息還原基因組真實突變情況是測序研究的終極目標，將這一過程想象成拼圖游戲，讀取的遺傳序列信息越長，每一塊拼圖越大，獲得完整拼圖原貌的難度越小，細節越接近拼圖的原圖，這也解釋了為什么測序技術的發展趨勢是獲取大片段、長reads堿基序列信息。三代單分子測序技術雖然可以直接對模版中的DNA分子進行測序，但是無與倫比的長讀長伴隨而來的是高測序錯誤率和昂貴的測序費用，制約了三代測序技術的應用和發展。

　　GemCode：短讀取策略獲取長片段信息

　　GemCode平臺是一套條形碼標注、追蹤系統，由儀器、試劑、信息學分析軟件共同組成。通過向傳統文庫構建的操作中引入了Barcode標簽，以追溯測序讀取的短序列信息的模版來源——攜帶同一Barcode標簽的reads來源于相同的DNA模版鏈。構建好的文庫除了攜帶特異性Barcode信息，還帶有常規Illumina測序儀識別的接頭序列及測序引物，GemCode平臺仍須倚靠Illumina測序儀進行堿基識別讀取。

　　GemCode技術的核心是利用微流控芯片對微量1ng基因組DNA進行精確分區，保證每個小的反應體系中僅有一條DNA模版鏈。每個小的反應體系（GEM，Gel Bead in Emulsion）含有特定相同的千萬個拷貝的Barcode序列，不同GEM反應體系中的Barcode堿基組成并不相同。GemCode平臺配套的數據分析軟件將Barcode標記能力與短讀取數據相結合，產生了獨特的一類數據類型：Linked-Reads，利用Barcode標記信息將同一模版DNA來源的序列信息進行拼接，從而獲得大片段遺傳信息。

　　此項技術不僅可以用于全基因組測序，還可以用外顯子組及目標區域測序，雖然目前發布的數據都來源于人類基因組研究，但是據10X Genomics公司的技術人員稱，并沒有官方文件限制Gemcode平臺在其他物種基因組層面的研究。

　　據悉，GemCode儀器的售價為75000美元，耗材成本每個樣本約為500美元。目前還沒有技術能在如此低廉的投入下，快速準確地進行單倍體分型、結構變異檢測及復雜基因組的de novo組裝。