国际基因组学大会 (ICG-13) 前瞻研究成果百花齐放

基因体学的年度盛会第 13 届国际基因组学大会 (The 13th International Conference on Genomics；ICG-13)， 10 月 24 日至 28 日在中国深圳市盛大举办且圆满落幕，现场汇集上千名基因体学研究领域的专家、学者、临床医师、产业代表齐聚一堂，热络探讨基因体学在精准医疗、生殖医学、基础细胞机转、基因定序技术平台、数据运算等各大领域的最新进展，更清楚地揭示著未来基因体学应用与产业发展的趋势。

基因编辑风潮席卷全球现实面仍充满挑战

来自麻省理工学院 (Massachusetts Institute of Technology; MIT) 和哈佛大学 (Harvard University) 的 George Church 博士表示，从 1984~2004 年是人类基因体计画 (Human Genome Project) 的年代，花费 30 亿美金才完成第一个人类基因体的解读工作。2016 年，在哈佛医学院建立的人类基因组编写计划 (HGP-write) ，透过合成生物学的方法改进合成 DNA 长链的能力，目标是能够人工合成出完整的人类基因体 DNA 序列。
在基因编辑 (Gene Editing) 方面 George Church 博士提到，目前以Cas9为基础所发展的基因编辑技术 CRISPR，虽然在一些动物实验上看到初步的成果 (例如：运用 CRISPR/Cas9 的基因编辑方法将器官组织的细胞重新编程（Reprograming）来弱化内生性的反转录病毒活性，提升了异种移植 (Xenotransplantation) 的可行性)，但CRISPR 也面临了一些尚待解决的问题：

1. 需要特制的 DNA、RNA 和蛋白质方能执行
2. 传送效率不够高，用在活体生物的挑战性高
3. 基因编辑无论是否精准锁定目标序列，仍有可能发生编写错误
4. 基因编辑的费用仍然昂贵
5. 无论是 Cas 或其他载体，都有可能引发活体的免疫反应
若未来能逐步克服这些困难，基因编辑将有可能实现于临床医疗或动植物品种改良的多元化应用，但法规和伦理桎梏是否能够松绑，就成为相关产业发展的重要关键。

表观基因体研究在生殖医学领域萌芽

全球目前都面临生育率下降的困境，不孕症的比例也提升到 15%，胎儿流产的比例约 10%，在中国新生儿发生缺陷的比例约 5.6%，介于高所得国家 (4.7%) 和低所得国家 (6.5%) 之间，仍有努力的空间。中国政府的“十三五计画”就将生殖医学和新生儿缺陷的防治列入重点研究发展项目，投入大量的资金和人力资源，致力于同步提升新生儿的数量和品质。

在生殖医学领域，早期的胚胎可以透过转录基因体 (Transcriptome)、基因体 (Genome) 和表观基因体(Epigenome) 等不同面向的检测，尽可能挑选出健康正常的胚胎。目前最广泛而普及的方法是透过胚胎着床前染色体基因筛检 (PGS) 来避免胚胎发生染色体异常造成的不孕和流产，或父母双方在接受广泛性带因筛检发现带因后，再透过胚胎着床前基因诊断 (PGD) 来排除胎儿罹患单基因遗传性疾病的可能性。除此之外，乔杰 (Jie Qiao) 医师评估，DNA 修饰 (DNA modification)、DNA 的可及性 (DNA Accessibility)、组蛋白的修饰 (Histone modification) 以及染色体的排列秩序 (Chromosome organization) 等表观基因体 (Epigenome)，在未来生殖医学的发展将会日渐蓬勃。

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基因体巨量数据运算软硬件整合是关键

英特尔集团 (Intel cooperation) 健康与生命科学事业部总裁 Chris Gough 提到，精准医疗的出发点必须从解读基因资讯开始，但目前全球仅有1%人口的基因是被定序解读过的，目前的医疗还是大多处于尝试和错误中前进。每个人的基因定序资讯量高达 350Gb，未来若全球 76 亿人口的基因都被定序，将会产生 2660 Extrabyte 的钜量数据。英特尔集团将运用其核心运算效能技术就 : 巨量资料分群 (Cluster sizing)、参考数据库的建构设计 (Reference designs)、运算核心元件 (Components) 和程式码的产业模组化 (Industry code modernization) 等四大主轴，专注投入基因体资讯领域的发展，提供好的运算工具和解决方案。他以英特尔集团与布洛德研究所(Broad Institute)共同合作的基因云端运算工具平台 GATK (Genome Analysis Toolkit) 为例，先前的 GATK 3.8 作业平台之下一天仅能分析 1.8 人的全基因体资讯，最近更新的 GATK4.0 作业平台已大幅提升至一天分析 5.0 人的全基因体资讯，整合效能大幅提升之下，将有助于基因资讯在临床精准医疗的运用。

英特尔集团 (Intel cooperation) 健康与生命科学事业部总裁 Chris Gough

注：布洛德研究所 (Broad Institute) 是由麻省理工学院 (Massachusetts Institute of Technology; MIT) 和哈佛大学 (Harvard University) 合作成立的前瞻科学研究机构。

非编码基因序列功能与机转渐趋明朗

传统学界普遍认为基因的表达仅限于会转录/转议的编码区域 (coding region)，但是近年来却发现有许多非编码区域 (non-coding region) 对于细胞的基因表达存在关键性的影响。来自美国耶鲁大学医学院 (Yale University School of Medicine) 的林海帆 (Haifan Lin) 教授表示，早先已经发现一些小片段的 RNA，例如 siRNA、miRNA (约 21 个核甘酸组成) 在所有的细胞当中都存在，2006 年他们研究团队发现有一种新型态的短片段 RNA，称之为 Piwi-interacting RNA (piRNA) ，约 24~32 个核甘酸组成，只存在于动物的生殖细胞当中，可能在生殖发育或胚胎发育的过程扮演重要角色，被《科学 (Science)》杂志选为当年 10 大突破创新之一。林海帆 (Haifan Lin) 教授近年来则致力于探讨 piRNA 的功能与角色，发现并证实 piRNA 在生殖细胞当中会调控基因序列中的跳跃子 (Transposon) 和伪基因 (Pseudogene) ，抑制生殖细胞发育的过程当中受到跳跃子 (Transposon) 和伪基因 (Pseudogene) 的干扰而造成的突变。

华大智造发表高通量 NGS 仪器 MGISEQ-T7

华大基因 (BGI) 自 2015 年发表第一部自行组装生产的次世代基因定序 (NGS) 仪 BGISEQ-500 以来，都在国际基因组学大会 (ICG-10) 发表新的 NGS 仪器，今年华大基因 (BGI) 旗下的华大智造 (MGI) 也在 ICG-13 公开发表并展示了超高通量 NGS 定序仪 MGISEQ-T7。华大集团董事长汪建在发布会上表示，人类基因组的研究与应用是服务于全人类的，这是为了人类未来的领域，“华大智造的使命，是为了让更多的人生活得更好更健康。”华大智造首席执行官牟峰表示，不同于一般 NGS 仪器采取的双芯片通道，MGISEQ-T7 具有四个芯片通道，每日生产数据量可达 1~6TB，PE150 的定序时间能在 24 小时内完成，是目前少数能在一天内完成全基因体定序 (Whole Genome Sequencing) 的超高通量定序仪。

华大基因董事长汪建

华大智造今年发表的 MGISEQ-T7，看似是以基因定序仪器大厂 Illumina 的超高通量定序仪 HiSeq X Ten 或 Navoseq 作为假想目标，企图在基因定序平台的产品策略布局一较长短，预计将在 2019 年正式推出上市，价格则尚未对外公布，是否有机会在基因定序市场一展峥嵘，值得持续关注。

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