长读长测序服务

长读长（第三代）测序可连续读取10,000到超过1,000,000个碱基的DNA片段， 而Illumina短读长NGS仅读约150-300个碱基。这些长读长能解析高重复区 （着丝粒、端粒、节段重复），填补短读长在参考基因组中留下的空白， 并实现端粒到端粒的de novo组装。两大平台双寡头主导：Oxford Nanopore （ONT），将单链DNA或RNA穿过蛋白质纳米孔并读取离子电流变化，可直接 测序原生DNA和RNA并同时检测5mC/5hmC/m6A甲基化，无需PCR扩增；以及 PacBio SMRT，其零模波导（ZMW）进行环形共识测序，产生约15-20 kb的 HiFi读长，准确度高于99.9%（Q30）。服务涵盖de novo组装、结构变异检测、 单倍型定相、宏基因组和临床遗传学，受FDA和NMPA作为IVD/LDT监管，并在 欧盟IVDR下运行。本投影中的六家机构涵盖两大平台（Oxford Nanopore、 PacBio）与服务生态系统（NextOmics、Genoscope、Broad Institute、 SciLifeLab）。

长读长测序服务的主要方向：

1. 端粒到端粒的de novo组装： 长读长闭合短读长无法解析的重复和缺口。
2. 直接表观遗传检测： 无需亚硫酸盐转化的原生5mC/5hmC/m6A（ONT）或基于聚合酶动力学（PacBio）。
3. 结构变异与临床遗传学： 短读长无法发现的平衡易位和重复扩增疾病。
4. 现场与环境宏基因组： 便携式MinIRON实时海洋与土壤监测（Genoscope）。

行业价值链#

[高分子量DNA提取] ──> [文库制备] ──> [测序运行] ──> [碱基识别]
                                            │
                                （表观遗传学+组装）
                                            │
                                            ▼
[验证报告] <─── [生物信息学] <─────┘

价值链层级#

该行业的跨领域技术：

• nanopore-sequencing： 经蛋白质纳米孔的直接链DNA/RNA，配合AI碱基识别（Dorado）。
• smrt-sequencing： 零模波导中的环形共识HiFi读长（PacBio Revio）。
• genome-assembly： 用于de novo组装和定相的OLC组装器（Flye、Hifiasm、Minimap2）。

该技术栈结合了蛋白质工程纳米孔、纳米加工光学芯片和专门的长读长组装 算法。

1. 纳米孔测序（ONT）：
   • 工程化蛋白质通道（R10.4.1，CsgG突变体）嵌入合成膜；马达解旋酶以约每秒400个碱基的速度牵引单链DNA，离子电流轨迹由深度学习碱基识别器（Dorado）解码为碱基，直接读取原生DNA、RNA和甲基化。
2. SMRT环形共识测序（PacBio）：
   • 零模波导（约100 nm孔）各固定一个聚合酶；环形SMRTbell模板被反复读取并共识折叠为Q30（>99.9%）的HiFi读长，新SPRQ-Nx化学将HiFi人类基因组推至300美元以下。
3. 组装生物信息学：
   • 由于长读长击败短读长de Bruijn组装器，改用OLC组装器——纳米孔用Flye、二倍体/多倍体HiFi定相用Hifiasm——配合Minimap2比对，产生端粒到端粒组装。