China's BGI zegt dat het een genoom kan sequencen voor slechts $ 100

sequencer MGI

Met behulp van technologie die oorspronkelijk in de VS is verkregen, zegt de Chinese genengigant BGI Group dat het genoomsequencing goedkoper dan ooit zal maken en voor het eerst de grens van $ 100 zal doorbreken.

Het bedrijf uit Shenzhen zegt dat de lage kosten mogelijk zullen zijn met een 'extreem' DNA-sequencingsysteem dat het van plan is aan te bieden dat in staat is om de genomen van 100.000 mensen per jaar te decoderen.

De claim, vandaag gemaakt om een DNA-technologieconferentie in Marco Island, Florida, zou de concurrentie tussen BGI en Illumina, het Californische bedrijf waarvan de snelle instrumenten al meer dan een decennium de genensequentie-scene domineren, kunnen intensiveren.

Ik denk dat er enige natuurlijke scepsis bestaat over de vraag of het echt is, zegt Stacey Gabriel, directeur van het genomics-platform van het Broad Institute in Cambridge, Massachusetts. Maar als het $ 100 is, zou dat een aantal keer goedkoper zijn. Er is een beetje geroezemoes omdat er al een paar jaar geen grote sequencing-aankondiging is geweest.

Sinds het eerste menselijke genoom in 2003 werd gedecodeerd, zijn de kosten enorm gedaald. Tien jaar geleden kostte het decoderen van het genoom van één persoon ongeveer $ 50.000. Tegenwoordig bedragen de kosten (meestal voor chemicaliën) ongeveer $ 600 voor de grootste sequencing-centra.

Om een ​​nog lager cijfer te halen, zal het nieuwe systeem van BGI een robotarm en een kamer vol chemische baden en beeldvormingsmachines gebruiken. Het zal later dit jaar op maat worden aangeboden aan grote centra die betrokken zijn bij het in kaart brengen van het DNA van grote populaties of bij kankeronderzoek met hoge doorvoer.

Deze systemen zouden prioriteit krijgen voor echt grootschalige populatiegenetica, projecten van miljoenen mensen, zegt Rade Drmanac, hoofd wetenschappelijk directeur van Complete Genomics, een divisie van BGI Group in San Jose, Californië, die de nieuwe technologie heeft ontwikkeld.

Chinese rivaliteit

BGI werd twee decennia geleden opgericht tijdens de deelname van China aan het Human Genome Project. Sindsdien is het veranderd van een onderzoeksinstituut dat het DNA van panda's en rijstplanten decodeerde tot een uitgestrekt conglomeraat, actief in het klonen van dieren, gezondheidstesten en contractonderzoek.

Hoewel BGI geen klanten heeft aangekondigd voor het systeem, bekend als DNBSEQ-TX, zou de claim van $ 100 de bezorgdheid kunnen doen opduiken dat de VS een technologische voorsprong heeft verknoeid door het Chinese bedrijf in 2012 Complete Genomics te laten verwerven.

Complete was een worstelende startup die innovaties nastreefde die zijn gemaakt door Drmanac, een Servische emigrant met een geschiedenis van slimme ideeën voor DNA-sequencing. Maar het bedrijf had meer investeringen nodig en kon nog niet concurreren met Illumina, dus accepteerde het BGI's overnamebod van ongeveer $ 120 miljoen door BGI.

In die tijd probeerde Illumina de deal te verbreken en vergeleek de transactie met het verkopen van China formule voor cola . Het diende een verzoekschrift in bij het ministerie van Handel om de overname om redenen van nationale veiligheid te blokkeren, daarbij verwijzend naar het risico dat een buitenlandse onderneming de DNA-gegevens van Amerikanen in handen zou krijgen.

De deal ging echter door, ondanks de pogingen van Illumina om zijn naaste concurrent elimineren, zoals BGI-managers het uitdrukten.

De twee bedrijven blijven aandringen en pareren met octrooirechtszaken. Elk beschuldigt de ander ervan gebruik te maken van propriëtaire technologie en tot vorige week had BGI niet aangeboden om zijn instrumenten op de Amerikaanse markt te verkopen. Het heeft een bestaande line-up van vier productmodellen, die tot $ 1 miljoen kosten en worden verkocht door een dochteronderneming genaamd MGI .

Hoe het werkt

Moderne ultrasnelle sequencing werkt door synthese. Dat wil zeggen, het genoom van een persoon wordt opgedeeld in miljarden korte stukjes DNA en vastgelegd op het oppervlak van een chip. Vervolgens worden er nieuwe chemische DNA-letters toegevoegd, die langs die fragmenten paren. Het proces bouwt geleidelijk aan, of synthetiseert, bijpassende strengen genetische informatie.

Door de volgorde waarin letters worden toegevoegd te detecteren, bepalen de machines de volgorde van die miljarden fragmenten. De gegevens worden vervolgens weer samengevoegd op een computer om een ​​volledige kaart van iemands genoom te produceren.

Met behulp van zijn eigen versie van sequencing-by-synthesis, introduceerde Illumina in 2014 een genoom van $ 1.000 en drie jaar later beweerde dat het uiteindelijk de prijzen kon verlagen tot $ 100. Maar dat heeft het nog niet gedaan.

Het bedrijf kijkt uit naar wanneer we denken dat de tijd rijp is, vertelde CEO Francis deSouza vorig jaar aan investeerders.

Nu is BGI misschien degene die de prijzen bepaalt. In februari begon een startup uit Boston, Nebula Genomics, consumenten uit te nodigen om de sequentie te laten bepalen voor slechts $ 299 . De lage prijs van zijn persoonlijke genoomaanbod is mogelijk omdat Nebula wanguitstrijkjes naar een BGI-lab in Hong Kong stuurt om te worden gedecodeerd.

De afgelopen vijf jaar zijn de kosten van genoomsequencing op $ 1.000 gehouden. Ik denk niet dat dat komt door stagnatie van de technologie, maar omdat Illumina een monopolie heeft, zegt Dennis Grishin, medeoprichter van Nebula.

De kostenbesparing in het BGI-systeem wordt bereikt door het gebruik van een enorme chip ter grootte van een frisbee, waarvan de elementen slechts 500 nanometer uit elkaar liggen, en door een robotarm te gebruiken om de chip in chemische baden te dompelen die opnieuw kunnen worden gebruikt. We krijgen twee keer zoveel DNA op het oppervlak en drie keer minder reagensgebruik door de onderdompeling, zegt Drmanac.

Het prototypesysteem heeft geen catalogusprijs omdat het alleen voor de grootste genetische centra op bestelling wordt gemaakt. Het duurt drie volle dagen om een ​​run te voltooien, maar zal 700 genomen tegelijk uitschakelen, zegt Drmanac.

Onbeperkte volgorde

Het is niet zeker hoeveel interesse er zal zijn voor de super-sequencer van Drmanac. Volgens Gabriel van het Broad Institute is er op dit moment noch de financiering noch de vraag in de VS voor een centrum om 100.000 genomen per jaar te sequensen.

Dat kan echter veranderen als een groot initiatief vorm krijgt. Een project dat wordt gefinancierd door de National Institutes of Health, All of Us, heeft bijvoorbeeld de bedoeling een gezondheidsdatabase te creëren met de reeks van een miljoen Amerikaanse vrijwilligers. Het VK volgt al 500.000 mensen als onderdeel van zijn eigen nationale programma.

Als genoomsequencing nog goedkoper wordt, zou dit het gebruik van nieuwe vroege-detectiebloedonderzoeken voor kanker en metingen van het microbioom van mensen (hun darmbacteriën) kunnen stimuleren, toepassingen die ook afhankelijk zijn van high-throughput DNA-sequencing. In China worden al versies van de technologie van Dramnac gebruikt om prenatale tests uit te voeren bij miljoenen vrouwen.

In China zijn er 20 miljoen pasgeborenen per jaar. Heel snel screenen ze elke zwangere vrouw, zegt hij. Ik wil dit naar onbeperkte sequencing brengen, van miljarden mensen.

BGI, dat de slogan Omics for all on . gebruikt haar website , is gevoelig omdat het in de eerste plaats wordt gezien als een Chinese operatie, waardoor het verstrikt zou kunnen raken in handels- en nationale veiligheidsgeschillen.

Maar Drmanac zegt dat hij er geen spijt van heeft dat Complete Genomics is verkocht aan BGI, een bedrijf dat volgens hem op de lange termijn denkt en geen Wall Street-visie op de korte termijn heeft.

Ik ben een wereldburger en een wetenschapper die vecht voor de groei van de wetenschap, zegt hij. Ik ben erg blij dat we zijn gefuseerd met BGI vanwege hun streven om deze technologie voor iedereen beschikbaar te maken. Ze willen de grote problemen oplossen die genomics kan veroorzaken, en de enige manier is om het betaalbaar te maken.

zich verstoppen