基因测序，新冠肺炎疫情通报里常常听到的“高端”技术，其实和核酸检测一样，都是分子诊断技术的一种，几个简单问答带你揭开它的神秘面纱。

1.基因测序是什么

生物的遗传信息储存在基因上，遗传密码则是指基因的核苷酸序列，由一系列碱基（A、T、C、G或A、U、C、G）排列组合组成。经由这些遗传密码的复制和变异，完成生命的传承与进化。

不同生物的基因（组）大小差别很大，生物结构与功能越复杂，基因组体量就越大。小的病毒基因组大概几千个碱基，细菌和真菌可以达到几百万个碱基，而人类基因组大约30亿个碱基。比如现在流行的新型冠状病毒（SARS-CoV-2），基因组为接近3万个碱基（29903bp）。

基因测序，简单来说，就是通过分子检测技术，获得生物遗传密码的过程。


2.为什么要测序

作为生物的终极密码，基因是“诚实”的，基因测序跳过现象直抵本质，成为”一锤定音”的关键证据。


基因测序的用途很多，包括但不限于：

1）生物定性：待测对象（生物）是什么？一棵（株）植物是不是新的物种？利用基因测序可以快捷准确的进行鉴定而不必担心错判或疏漏。经典谜题尼斯湖水怪，正在通过湖水基因测序探寻是否真的存在这种神奇生物？新发传染病不明原因，谁是罪魁祸首？基因测序可以给出答案。

2）遗传溯源：遗传信息越相似（同源性越高），说明亲缘关系越近。人类和猩猩的基因同源性高于人类和猴子的相似度，说明进化历史上还是猩猩离人类更近。父母与子女的基因相似度极高，这是亲子鉴定的理论依据。在新冠肺炎疫情中，同源性高的病毒很可能有相同的来源，基因测序就据此帮助实现精准溯源。

3）变异追踪：生物进化与基因变异密不可分，变异与生物的生存息息相关，带来好的或坏的结果。追踪生物基因变异，是了解生物应对进化的重要手段。新冠病毒变异株从Delta到Omicron，传播力毒力持续变化，与基因变异密不可分。监测变异，未雨绸缪，才可能更好地应对。

（一二三代测序仪）

3.怎么测序

20世纪七十年代Frederick Sanger发明了双脱氧链终止法（Sanger法），成为一代测序的经典方法，Sanger本人也因此与Walter Gilbert、Paul Berg分享了1980年的诺贝尔化学奖。这一时期的测序主要依靠手工操作，过程繁琐操作复杂。1990年人类基因组计划启动，全球6个国家（美国、英国、法国、德国、日本和中国）的科学家同心协力鼎力合作，利用一代测序技术对人类染色体进行基因测序，直到2001年人类基因组工作草图发表，2003年人类基因组测序完成，最终成功解码人类遗传密码。

随着技术进步，仪器自动化程度越来越高，生物信息学也快速发展，二代三代测序技术应运而生，测序技术日新月异，生命科学研究进入新的分子时代。值得说明的是，一二三代测序技术并非测序技术的以新汰旧，三种方法各有特点：一代测序通量低，准确性高；二代测序边合成边测序，通量高；三代测序速度快，读长长。

三代测序技术原理迥异，仪器、实验步骤、试剂耗材和数据分析方法都不尽相同，具体实践中会根据不同的研究对象和目的，选择合适的测序方法和平台开展基因测序，以更好发挥基因测序这一科学利器的作用。