计数型应用场景基因测序技术BitSeq获国家发明专利
喜讯
基于计数型应用场景基因测序需求，赛纳生物自主研发的BitSeq基因测序核心技术“一种测序模糊序列分析的方法”获得国家知识产权局颁发的发明专利证书（专利号：ZL202010525787.9），该专利的取得将进一步完善赛纳生物基因测序底层技术的知识产权保护体系，为公司创新发展提供支撑。
BitSeq技术是为满足计数型应用场景中更快速、更准确、更经济的测序要求而开发出的新型测序技术。其原理是将DNA的4种碱基分为两组，每组各含两种碱基，并在测序时，凡是奇数轮反应加入其中一组碱基，凡是偶数轮反应加入另一组碱基。例如，BitSeq可以将四种碱基分为G和T一组（K组）、A和C一组（M组），并在测序中交替加入K组和M组的碱基进行测序反应。每次测序反应完成后，通过相机扫描芯片来获得每条待测DNA的荧光信号，然后清洗芯片以备下一次反应。多次反应后获得的一组荧光信号就可以组成一条由K和M组成的二元简并序列，这条序列比对到参考基因组上后，就可以进行计数，统计所关心生物标志物的数量并出具报告。
BitSeq 测序原理
BitSeq有如下几个显著特点。
首先，BitSeq在测序完成后，得到的并不是一条由4种碱基组成的DNA序列，而是一条由K和M组成的二元简并序列。例如，ACAGT和CCATG在BitSeq下得到的是相同的简并序列MMMKK，BitSeq并不能区分这两种不同的短序列。但是，简并序列仍然包含了丰富的测序信息，当读长充分长时（>70bp），其包含的信息就足以将其和其他简并序列区分开，从而被比对到参考基因组上。经过编码后，常用的比对软件（如BWA、Bowtie2、hs-blastn等）均可支持简并序列的比对，下游生物信息学分析流程和常规流程没有差异，无需额外开发新的流程。
其次，在相同的测序反应轮数内，BitSeq能获得和主流测序技术相当的信息量，但覆盖更长的读长。这使得在同等条件下，BitSeq在人基因组上的独特比对率甚至超过了主流测序技术。这使得在计数型应用中，BitSeq能将读段（reads）更精确地比对到参考基因组上，获得更准确的结果。
最后，若要获得相同的读长，BitSeq所需的反应次数仅为主流测序技术的二分之一，更是单核苷酸添加法的三分之一，节省了时间和成本。
总之，BitSeq回归到序列比对的信息本质，在尽量短的时间里获得尽量多的信息和尽量长的读长，达到了更高的独特比对率和更低的测序成本，成为一种专为计数型应用而设计的测序技术。典型的计数型应用包括：
拷贝数变异（CNV）检测；
无创产前筛查（NIPT）中判断胎儿染色体异倍性；
RNA-seq中分析基因表达量；
宏基因组测序（mNGS）或靶向测序（tNGS）中分析微生物物种类型和丰度；
利用片段组学（fragmentomics）进行癌症早筛；
利用ChIP-seq、CUT&TAG等技术检测转录因子在基因组上的结合位点；
利用ATAC-seq检测染色质的开放区域；
使用DNA标签的蛋白组学技术。
这些计数型应用并不像SNP检测那样关心每个位点的具体碱基类型，而是利用NGS庞大的数据量，将读段（reads）比对到参考基因组上，统计不同生物标志物的数量，并作出报告。BitSeq技术充分考虑计数型应用的需求，不求测得清晰具体的四碱基DNA序列，转而测得二元的简并序列，以更经济的成本获得了更快速、更准确的测序结果。
赛纳生物对BitSeq技术做了全面深入的测试。结果显示，在多个计数型应用上，BitSeq的结果和预期完全一致，且具有高度的可重复性。
部分BitSeq测试数据一览
赛纳生物作为中国采用原研技术路线的NGS基因测序仪企业，依托Fluorogenic荧光发生和ECC纠错编码核心基因测序技术，持续进行生化和算法创新，通过性能指标的数量级提升，满足科研和临床更多复杂场景的需求，为生命科学提供更精准的研究工具，为医疗健康提供更完善的检测平台。目前，赛纳生物首款桌面型S100基因测序仪已发布，未来在持续优化桌面型产品系列的同时，将推出满足中心化临检服务测序需要和操作更为简单智能的基因测序仪产品系列。
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