高通量測序底層技術開發(fā)中的華人科學家--Jingyue Ju教授
中國的企業(yè)發(fā)展走過了三個階段:第一階段是以工商業(yè)為為主體的草莽創(chuàng)業(yè)階段;第二階段是以互聯(lián)網(wǎng)為主的知識分子創(chuàng)業(yè)階段;而現(xiàn)在已經(jīng)走到了第三個階段,那就是世界前沿科技的科學家創(chuàng)業(yè)階段,基因檢測行業(yè)是第一次真正意義上的科學家創(chuàng)業(yè),這個行業(yè)從一開始就集中了全球的高端人才,也是目前中國居于世界領先水平的高科技領域。
今天,我們要介紹高通量測序底層技術開發(fā)中的華人科學家--Jingyue Ju教授。

1985年獲內(nèi)蒙古大學化學學士學位,1988年獲中國科學院大連化學物理研究所化學碩士學位,1994年獲南加州大學化學博士學位。1994年至1995年,他是美國能源部伯克利分校人類基因組杰出博士后研究員。他是帕卡德科學與工程獎學金的獲得者。
高通量測序技術堪稱基因診斷界的“工業(yè)革命”。自從2005-2006年Solexa公司(后被Illumina收購)推出第一款高通量測序儀后,基于高通量測序的臨床和科研應用日新月異地發(fā)展,掀起了基因技術革命的浪潮,在諸如出生缺陷防控和腫瘤防治等領域實現(xiàn)了前所未有的突破。目前Illumina公司占據(jù)了全世界測序市場70%以上的份額,也讓高通量測序技術成我國生物科技領域里又一項“卡脖子”技術。
人們在感受到高通量測序巨大應用突破的同時,往往對其背后的核心技術了解有限。而車靖岳(Jingyue Ju)教授則是長期耕耘在高通量測序技術領域里的杰出華人科學家。在哥倫比亞大學,Ju教授實驗室早在2002年就發(fā)明了邊合成邊測序的高通量DNA測序技術,包括設計和合成可切割的熒光核苷酸可逆終止子,從而讓邊合成邊測序(SBS)的技術平臺成為現(xiàn)實,目前是下一代測序系統(tǒng)中使用的主要方法,這為1000美元的基因組奠定了基礎。這是使人類更接近個性化精確醫(yī)學目標的關鍵技術。

2006年Ju教授的SBS技術成功授權給美國Intelligent Bio-System公司進行測序儀的開發(fā)和商業(yè)化,后來又成功被Qiagen收購。作為為數(shù)不多能在高通量測序儀領域實現(xiàn)學術和商業(yè)化的科學家之一,有著豐富的產(chǎn)業(yè)轉化經(jīng)驗。
除了SBS底層核心技術的發(fā)明之外,Ju教授還是50項美國基因組技術專利的發(fā)明人,它加速了DNA測序在臨床診斷和精密醫(yī)學中的廣泛應用。這50項專利技術覆蓋了多個高通量測序的領域,也不可避免地受到行業(yè)內(nèi)國際公司的關注與模仿。其中,SBS熒光核酸可逆終止子的專利是最早闡述邊合成邊測序的技術,也是后來Illumina測序技術的奠基性技術平臺,從而導致一系列哥倫比亞大學和Illumina公司的專利糾紛。

早在1994年,Ju教授率先應用化學和熒光能量轉移(FRET)原理構建ET分子標簽用于一代測序,解決了一代測序中使用多路激光,光路復雜的歷史難題,成為一代測序領域里的標配技術,代表華人科學家在該領域的巨大貢獻,被廣泛應用于國際人類基因組計劃的完成。正是基于Ju教授在DNA測序領域的杰出貢獻,他順利拿到美國哥倫比亞大學的終身教授職位,并順利獲得美國基因研究專項基因資助的1500萬美金科研經(jīng)費,專注于設計和合成用于生物工程、成像的新分子,以及開發(fā)用于基因組研究的新技術。他的團隊綜合運用化學科學、工程學原理和實驗生物學方法來實現(xiàn)這些研究目標。

?
在三代測序方面,Ju教授和哈佛大學的George Church教授合作開發(fā)了基于納米孔的單分子邊合成邊測序(SBS)系統(tǒng)。2016年,Jingyue Ju教授和George Church的研究團隊最近對這一測序技術進行升級,打造了高通量的單分子納米孔測序平臺。這一重要成果發(fā)表在美國國家科學院院刊PNAS雜志上。
Ju教授實驗室與哥倫比亞大學的同事以及生物技術和制藥公司建立了廣泛的合作關系,為大規(guī)模測序項目、表觀誘餌研究和疾病基因發(fā)現(xiàn)計劃實施基因組科學和技術的進步。一個特別有區(qū)別的項目是利用基因組學的方法來破譯記憶回路來研究大腦功能,這將有助于闡明神經(jīng)系統(tǒng)疾病的分子機制等。
作為在高通量測序領域有重大奠基性貢獻的華人科學家,Ju教授也為世界高通量測序及應用領域培養(yǎng)了一大批專業(yè)人才,有目前任職于中美多個大學的教授,也有在高科技公司核心職能部門的骨干。其中也有不少來自中國的青年人才,如目前國內(nèi)遺傳疾病診斷領域龍頭企業(yè)邁基諾公司創(chuàng)始人兼首席科學家伍建博士、專注于開發(fā)新型高通量測序技術從而打破國外技術壟斷的銘毅智造創(chuàng)始人陳鑫博士等。