近日,一个名为“DNA组才838”的跨学科科研团队在生物科技领域引发全球关注。这支由838名科研人员组成的中国基因研究团队,历经六年攻关,成功研发出新一代超高速基因测序系统,将单个人类全基因组测序时间从传统的24小时缩短至3小时以内,成本降低至不足100美元。这一成果被国际同行誉为“基因测序领域的‘超音速飞机’”,标志着中国在生命科学核心装备领域实现从跟跑到领跑的历史性跨越。
“838”背后的科研密码
“DNA组才838”并非一个随意的编号。团队负责人、中国科学院院士林启明在接受本报独家专访时介绍:“‘83’代表我们团队最初成立的83名核心骨干,而‘8’则寓意‘八项关键突破’。838这个数字,既是对初心的铭记,也象征着团队不断超越自我的精神。”
2018年,面对国外在基因测序高端设备上的技术封锁,林启明联合国内83位顶尖生物信息学、微电子学、光学工程和人工智能领域的专家,组建了这支攻关团队。此后五年,团队规模扩展至838人,平均年龄仅31岁,却创造了多项世界纪录:他们自主研发的“纳米孔光量子联合测序芯片”,集成度达到每平方厘米1.2亿个测序单元,是当前国际主流产品的17倍;他们独创的“酶-电-光三模态同步检测算法”,使得单碱基读取准确率首次突破99.9999%的“六九”极限。
技术突破改写行业规则
传统基因测序依赖荧光标记和光学成像,速度受限于化学反应循环和图像处理时间。“DNA组才838”团队另辟蹊径,将固态纳米孔技术与量子隧穿效应结合,开发出“电子直接读取”模式。当DNA单链穿过纳米孔时,四种碱基引发的微弱电信号变化被团队自研的“量子点放大器”实时捕捉,无需荧光标记和多次清洗,测序速度呈指数级提升。
更令人惊叹的是,这套系统体积仅相当于一台家用微波炉,功耗只有传统设备的十二分之一,却能在一次运行中完成96个样本的并行测序。在第三方权威机构测试中,该设备对1000例已知基因组样本的检测结果与金标准完全一致,而耗时仅为后者的1/8。
从实验室到临床的加速度
技术突破带来的直接红利是医疗成本的断崖式下降。目前,全球全基因组测序市场价格仍在500-1000美元之间,而“DNA组才838”团队的目标是年底前将成本压缩至50美元。这意味着,曾被视为“天价”的精准医疗将真正走进普通百姓的生活。
“我们已在三家三甲医院开启临床试验,”团队首席医学官陈薇博士表示,“对于肿瘤患者,我们能够在2小时内完成组织样本的基因分型,为靶向治疗赢得宝贵时间;对于新生儿遗传病筛查,我们能做到‘出生即检测,三天出报告’。”据悉,团队已与全国15个省市卫健委达成合作意向,计划三年内建成覆盖1亿人口的新生儿基因数据库。
自主创新筑牢生命科学基石
值得关注的是,“DNA组才838”团队全部核心部件均实现国产化。从高纯度石墨烯纳米膜到专用人工智能芯片,从超低噪声电信号采集模块到云端数据分析系统,知识产权完全自主。团队青年骨干、35岁的硬件工程师王莽告诉记者:“我们仅在上百种纳米材料筛选上就做了超过3000次实验,失败了整整两年。但正是这种‘死磕’精神,让我们打破了‘卡脖子’困局。”
国际基因测序领域权威机构“全球基因组学协会”在最新发布的年度报告中指出,中国“DNA组才838”团队的成果将加速全球基因测序行业洗牌,预计三年内普惠型基因检测将覆盖全球30%的人口。协会主席迈克尔·霍普金斯评价:“这不是一次简单的技术迭代,而是重新定义了测序的可能性。”
目前,团队已将核心专利组合提交国际PCT申请,并与多个发展中国家签署技术转让协议。从“追赶”到“引领”,从“受制于人”到“惠及全球”,“DNA组才838”用八年磨一剑的执着,书写了中国科技创新“从0到1”的崭新篇章。正如林启明院士所言:“我们测序的是基因,解码的是未来。”