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跟着《人民日报》和《科技日报》,看华大智造如何突破关键技术“卡脖子”

2019-06-03

相信大家和小编一样,近期对国内一些明星科技企业有很高的关注。而令小编兴奋的是,在这轮社会讨论热潮里,一向内敛沉静的华大智造也逐渐被大家关注。


在刚刚过去的2个月里,华大智造获得了全国多家媒体的专访报道,这其中,就包括了《人民日报》和《科技日报》两家国家级媒体。这样一个“理工科”类的企业,能在当前的社会讨论中得到密集的关注,相信华大智造的技术和成果一定有它独特的魅力。


下面,就让小编带着大家,跟随《人民日报》和《科技日报》的视线,一起看看华大智造的肌肉线条。


华大智造在华大体系内出现有它的必然原因。其中:


人口基数大、大数据的应用,是我国基因产业发展优势。近年来,我国基因测序市场发展迅速,但“重应用、轻研发”倾向,使我国在测序仪研发领域上基本一片空白。


与此同时,个别外国企业在测序仪研发领域专利众多,形成了严密的保护体系,获得了市场垄断地位。 


2012年,当时一直购买某国外品牌测序仪的华大基因忽然发现,试剂耗材的报价一下涨了几倍,不仅新仪器难以购买,厂家也不再维修旧仪器【摘自《人民日报》5月27日《解码生命有了国产利器》



但是,基因测序仪的研发和生产,有着极高的难度。


基因测序犹如“蚂蚁搬山”,搬的时候“每粒沙子”都要对准位置。测序时,几微升的溶液中会包含1000个待测DNA单链分子,不同的单个碱基“找到组织”(合成上链)就会发出不同的荧光,检测荧光颜色能够读取DNA。然而,每个单元中1000个分子的合成很难同步,“这个分子合成到99个时,那个分子可能合成到101个,这样捕捉到的荧光波长将会受到干扰。”陆祖宏说,要测准,必须减少干扰、提高测序精确度。【摘自《科技日报》4月15日《靠什么读懂生命天书——我国基因测序产业上游发展的“困”与“惑”(上)》



机遇出现在2013年,华大通过把握机遇,收购美国排名第三的基因测序仪公司“Complete Genomics”,开启了用技术创新实现测序仪核心技术自主可控的发展之路,并得到了国际市场的认可。


2018年,有媒体发布产业布局图显示,在上游仪器、试剂、软件三方面均有研发和生产能力的,Illumina和华大均在列。华大成为实现测序仪量产的中国企业。这种转变得到了国际市场的认可,瑞典皇家工程院院士Mathias Uhlen评价:“项目中产出的数据质量很令人满意,事实上这也是我们见过的最好的数据”。【摘自《科技日报》4月19日《靠什么读懂生命天书——我国基因测序产业上游发展的“困”与“惑”(下)》



这份难得的认可之所以珍贵,并不是因为它来源于对收购的“Complete Genomics”的技术延续,而是在吸收消化收购技术后,进行了独立自主的创新。比如,在DNA读取技术上,华大智造就对传统的PCR(聚合酶链式反应)进行了革新。


PCR的不完美在于两个方面。一个是错误累积。PCR的复制是传递复制,就像综艺节目里的“传递模仿”,只要其中一环出错,会学得越来越走样,传递下去的错误序列也会“累积”。


另一个方面是,PCR中必用的聚合酶会出错。就像人累了会疏忽大意一样,聚合酶如果不停装配,“疲了”也会不时出错。


华大智造采用了滚环扩增技术。“单链成环是第一步。在连接酶的作用下,会让DNA片段呈环形。”汪婧婧说,其中的连接酶、试剂和反应条件都是多次试验的最优结果。


截至目前,高通量测序有不同的技术路线。美国Illumina公司在市场和技术上均占有垄断地位。我国华大智造在后发劣势的情况下,通过技术引进和创新,采取不同的技术路线,换道迈进更快、更准的测序“金标准”。【摘自《科技日报》4月25日《一颗”纳米球“打破基因测序关键技术垄断》




此外,华大智造并没有限于在测序技术上的不断突破,更对基因测序仪全链条进行研发布局。


华大智造累计投入研发经费超过50亿元,在一批关键核心技术上取得突破,实现了测序技术源头式专利布局,申请技术专利580余项,其中PCT专利80余项。此外,成功研发出相匹配的测序试剂、材料、生化反应体系等一系列的核心技术和产品。


目前,华大智造在上游仪器、试剂、软件三方面均有研发和生产能力,这在国际上极为少有。【摘自《人民日报》5月27日《解码生命有了国产利器》



以前,我们对“进口”这样的标签会习惯性地高看一看,不过现在的小编,对“国产自主”这几个字,有着前所未有的骄傲。


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