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高通量测序底层技术开发中的华人科学家--Jingyue Ju教授



  中国的企业发展走过了三个阶段:第一阶段是以工商业为为主体的草莽创业阶段;第二阶段是以互联网为主的知识分子创业阶段;而现在已经走到了第三个阶段,那就是世界前沿科技的科学家创业阶段,基因检测行业是第一次真正意义上的科学家创业,这个行业从一开始就集中了全球的高端人才,也是目前中国居于世界领先水平的高科技领域。

  今天,我们要介绍高通量测序底层技术开发中的华人科学家--Jingyue Ju教授。

  

 

  1985年获内蒙古大学化学学士学位,1988年获中国科学院大连化学物理研究所化学硕士学位,1994年获南加州大学化学博士学位。1994年至1995年,他是美国能源部伯克利分校人类基因组杰出博士后研究员。他是帕卡德科学与工程奖学金的获得者。

  高通量测序技术堪称基因诊断界的“工业革命”。自从2005-2006年Solexa公司(后被Illumina收购)推出第一款高通量测序仪后,基于高通量测序的临床和科研应用日新月异地发展,掀起了基因技术革命的浪潮,在诸如出生缺陷防控和肿瘤防治等领域实现了前所未有的突破。目前Illumina公司占据了全世界测序市场70%以上的份额,也让高通量测序技术成我国生物科技领域里又一项“卡脖子”技术。

  人们在感受到高通量测序巨大应用突破的同时,往往对其背后的核心技术了解有限。而车靖岳(Jingyue Ju)教授则是长期耕耘在高通量测序技术领域里的杰出华人科学家。在哥伦比亚大学,Ju教授实验室早在2002年就发明了边合成边测序的高通量DNA测序技术,包括设计和合成可切割的荧光核苷酸可逆终止子,从而让边合成边测序(SBS)的技术平台成为现实,目前是下一代测序系统中使用的主要方法,这为1000美元的基因组奠定了基础。这是使人类更接近个性化精确医学目标的关键技术。

  

 

  2006年Ju教授的SBS技术成功授权给美国Intelligent Bio-System公司进行测序仪的开发和商业化,后来又成功被Qiagen收购。作为为数不多能在高通量测序仪领域实现学术和商业化的科学家之一,有着丰富的产业转化经验。

  除了SBS底层核心技术的发明之外,Ju教授还是50项美国基因组技术专利的发明人,它加速了DNA测序在临床诊断和精密医学中的广泛应用。这50项专利技术覆盖了多个高通量测序的领域,也不可避免地受到行业内国际公司的关注与模仿。其中,SBS荧光核酸可逆终止子的专利是最早阐述边合成边测序的技术,也是后来Illumina测序技术的奠基性技术平台,从而导致一系列哥伦比亚大学和Illumina公司的专利纠纷。

  

 

  早在1994年,Ju教授率先应用化学和荧光能量转移(FRET)原理构建ET分子标签用于一代测序,解决了一代测序中使用多路激光,光路复杂的历史难题,成为一代测序领域里的标配技术,代表华人科学家在该领域的巨大贡献,被广泛应用于国际人类基因组计划的完成。正是基于Ju教授在DNA测序领域的杰出贡献,他顺利拿到美国哥伦比亚大学的终身教授职位,并顺利获得美国基因研究专项基因资助的1500万美金科研经费,专注于设计和合成用于生物工程、成像的新分子,以及开发用于基因组研究的新技术。他的团队综合运用化学科学、工程学原理和实验生物学方法来实现这些研究目标。

  

 

  在三代测序方面,Ju教授和哈佛大学的George Church教授合作开发了基于纳米孔的单分子边合成边测序(SBS)系统。2016年,Jingyue Ju教授和George Church的研究团队最近对这一测序技术进行升级,打造了高通量的单分子纳米孔测序平台。这一重要成果发表在美国国家科学院院刊PNAS杂志上。

  Ju教授实验室与哥伦比亚大学的同事以及生物技术和制药公司建立了广泛的合作关系,为大规模测序项目、表观诱饵研究和疾病基因发现计划实施基因组科学和技术的进步。一个特别有区别的项目是利用基因组学的方法来破译记忆回路来研究大脑功能,这将有助于阐明神经系统疾病的分子机制等。

  作为在高通量测序领域有重大奠基性贡献的华人科学家,Ju教授也为世界高通量测序及应用领域培养了一大批专业人才,有目前任职于中美多个大学的教授,也有在高科技公司核心职能部门的骨干。其中也有不少来自中国的青年人才,如目前国内遗传疾病诊断领域龙头企业迈基诺公司创始人兼首席科学家伍建博士、专注于开发新型高通量测序技术从而打破国外技术垄断的铭毅智造创始人陈鑫博士等。




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