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作者:李晨 来源:明升中国app报 发布时间:2023/7/10 9:30:48
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把基因型检测降到10元?这对“CP”有信心

 

在同事眼中,刘毓文和常玉晓是一对互补型的“创业CP”。

明升中国农科院深圳农业基因组所的这两位研究员,一位负责算法,有着丰富的创业经验,擅长路演宣讲;一位负责实验,在国内外有着应用研究和明升化经历,承担着实验技术支撑。

“科研不能是纸上谈兵,如果做出来毫无用处,那做它有什么意义呢?”
“app家开公司不但不是不务正业,反而是积极响应号召,把自己所学所得应用到生活中,以科技推动明升,以明升推动发展。”
同样的想法让他们走到一起。2022年10月,他们联手创办中农芯跃(深圳)生物科技有限公司,建立“万相育种加速器平台”。

凭借这一加速器,他们在多个创业大赛中得到评委青睐。目前,对他们公司的天使轮投资正在尽职调查中。

刘毓文(左)和常玉晓。受访者供图

创业路上的相遇

“我一直在明升化的路上。”2014年从芝加哥大学获得博士学位之后,刘毓文就走上了创业之路。

读书期间,刘毓文领养了一只狗,但一直不知道它的血统。因为自己是做基因组研究的,于是他就想能不能通过测序得知狗的血统。
“但动物基因组测序鲜有人研究,测序成本也比较高,很多普通家庭其实是负担不起的。那时候我就在想,能不能把动物基因组测序的价格降下来。”刘毓文说,当时的他认为国外的宠物基因组检测市场已经风生水起,最领先的宠物基因检测公司已经拿到上亿美元的融资,而国内尚无这一行业企业,会不会也蕴藏着巨大的商机?
于是,当同班同学们纷纷进入科研界时,刘毓文却决定放弃国外的科研职位回国创业。同学们都笑称他要回国“卖狗”了。
这一决定让他的博士后指导教师甚为震惊。“当时我的学术成绩还不错,高分论文也不少。他一直以为我要搞学术。没想到我要搞明升。”
为了绕过国外的技术壁垒,刘毓文在自己家里搞研究,通过开发宠物液相芯片降低了部分测序成本。但由于国内宠物基因测序市场并不成熟,第一次的创业之路走得并不顺利。
于是刘毓文决定回到他得心应手的学术领域,等待新的契机。忍受了芝加哥12年的严寒气候,刘毓文选择了深圳这个温暖的城市重新出发。“我特别喜欢深圳,从气候到环境到风景都让我觉得很亲切。深圳市政府对种业支持力度也非常大。”刘毓文说,基因组所的科研氛围更让他感觉“和在美国工作没有什么区别,一切都很务实、透明、制度化,非常舒服”。
他也如愿遇到了创业的新契机——在基因组所与常玉晓相遇,开启了第二次创业之旅。
“我们是在一起吃饭的时候认识的。当时就发现我和常老师夫人都是湖北宜昌人,而且家相距不到一公里。非常有缘,精准定位。”刘毓文回忆说。
第一次见面两人就聊起了基因检测成本居高不下的问题。当时的常玉晓正“犹豫着已有的成果要不要做技术转化,因为转化还是比较耗精力的”。对创业很有热情的刘毓文恰好在这时候出现了。
“我们两个的互补性非常好。我原来是做植物的,他是做动物的。我们又有比较类似的知识背景,都做过明升手机版方面的研究。”常玉晓说。
“我一直想找能够跟我互补起来的人合作,互补才是1+1>2的效果。常老师实验这一部分做得很好,而我自己在基因检测实验这方面不怎么做。”刘毓文说,“我们一拍即合,他负责实验部分,我负责分析部分。”
两位app家合作的目标就是:突破传统的基因芯片技术,达到高准确度和低成本的动植物个体基因型鉴定。
他们发现,两个团队的技术储备经过协作改良,通过“生物技术+信息技术”的整合,只需要花费现有方法一半左右的成本,就能在动物个体中检测出1000万~1200万个遗传标记,是现有芯片检测数量的200倍,具有很强的便捷性和数据的稳定性。

就这样,“创业CP”组起来了。

刘毓文(左)和常玉晓。受访者供图

“错误”的条带创出低成本育种技术

近年来,基因芯片技术在动植物育种中得到广泛应用。但是,“目前,基因芯片技术主要被国外的企业垄断,不仅研究成本高昂,应用成本对于育种家来说也难以负担”,常玉晓告诉《明升中国app报》。

基因芯片指的是通过微加工技术,将数以万计、乃至百万计的特定序列的DNA片段(基因探针),有规律地排列固定于2平方厘米的硅片、玻片等支持物上,构成一个二维DNA探针阵列,因为与计算机的电子芯片十分相似,所以被称为基因芯片。
以猪育种为例,采用国外育种公司筛查一头猪的基因型就需要花费180元,育种的“整个群体测下来,可能就要花费上万了,而且往往要测数百次甚至上千次才能得到准确结果”。常玉晓说,这是因为传统的动物基因组检测用的是明升手机版方法,难以大量应用,所以成本居高不下。
“很多人没有注意到农业样本的检测和明升手机版样本的检测是不一样的。”常玉晓说,后者是对个体单独进行检测,对准确度要求极高,也可以接受极高的成本;而农业样本是对群体进行检测,相互之间可以参考,即使部分位点测错了,也可以借助群体进行校正,因此,可以容忍一些错误,但绝对接受不了高价格。
针对农业样品的基因型检测,“创业CP”提出了‘以质换价’的指导思想,在这个方向上开发农业样品专用的检测方法。
有趣的是,他们研发过程中一个关键技术的诞生居然来自一名研究生的误操作。“当时她没有理解我的实验要求,有一个小步骤忽略了,她以为自己错了,很忐忑地拿着‘错误’的条带来给我看。”常玉晓说。
结果,常玉晓一看觉得“有点意思”,虽然不是预期的结果,但是这个结果很好!于是他们对此展开了深入研究,最终创制了一个低成本的检测方法。

“我们自主研发的FBI-seq测序技术,不仅简化了文库制备的流程,还极大地降低了文库制备的成本,为高通量测序技术在育种中应用扫除了高成本障碍,解决了测序‘耗材成本高’‘技术难度大’两大问题。”常玉晓说。

常玉晓 受访者供图

当平台1.0版本做出来的时候,他们成功实现了植物基因检测的低成本化。“但是我们还想解决动物基因组检测的成本问题。显然1.0版本对动物不适用。那时候我很着急。”刘毓文说。
这时候,常玉晓提出来,在他此前的研究过程中,曾经发现一个更好的办法,或许能够让动物基因测序序列的样本在基因组分布更加均匀,从而更加适用于刘毓文开发的算法对数据的需求。
于是在二人的共同努力下,平台2.0版本顺利实现了对动植物基因组检测的低成本化。他们把信息技术和生物技术结合起来,构建Farm-Impute体系,又解决了“测序数据量大”这一大难题,通过降低个体检测的数据量需求,进一步大幅降低了检测成本,同时搭建了一个基于深度学习的多层级模型DeepAnnotation,从海量的基因数据中筛选、鉴定得到所需要的有效育种信息,近期又开发出了EmbryoGS体系,能通过少量胚胎细胞进行准确基因型分型,从而把基因组选择的时间窗口提早到胚胎阶段。。
“随着数据的不断累积,模型会越来越完善,算法结果也会越来越精确。从最初的个人兴趣出发,到现在项目的发展,我逐渐意识到这项技术的意义不仅仅再局限于服务于个人、家庭,还与我们国家种业发展紧密相关联。”常玉晓说。

为了推广这项技术,刘毓文和常玉晓参加了几次大型转化项目路演活动和大赛,引起了企业的关注。目前他们的技术已经开始在巴马香猪等育种项目中得到应用。

刘毓文 受访者供图

保护+创新:双轮驱动

“我个人认为,科技明升化一个核心的问题,就是要根据明升的需求来制定科研的方向。”刘毓文说,如果天天坐在实验室里搞科研,是可以解决一些问题,但很可能在明升里用不上,或者用处有限。
“真正要做明升化,一定得去明升里边看。”刘毓文说,他现在经常出差“跑明升”,跑不同的育种公司,到牛场、鸡场去看。“只有亲眼看见那些动植物个体在田间和养殖场的表现,跟育种企业家交流,你才能更清楚地明白到底哪些问题能够解决,哪些问题是有价值的。一定要把方向选好。”
对于app家该不该开公司的话题,刘毓文认为,科技和明升就好像人的两条腿,只有两条腿一样长,都有劲,才能走得稳、跑得快。一个学科的发展也一样,只有理论实践双驱动,才能获得稳定健康长久的发展。
不过,常玉晓也直言,app家开公司也面临一些难以解决的困难:不具备专业的管理运营经验;精力有限,无法很好地兼顾创业和科研;产品转化周期长,无法快速变现。
为了做好明升化的运营,他们邀请了一位专业的运营管理人才加入,形成了一个三人核心团队。此外,他们非常重视知识产权保护工作,专门设置了一个部门负责相关工作。
刘毓文说,目前他们已经申请了多项专利保护,对核心技术进行了较好的保护。与此同时,他们还在不断改进核心方法。
“现在我们推到市场上的是我们的二代技术,我们还储备了第三代技术。”常玉晓说,他们一直在做新的开发工作,这样即便被别人复制,而专利没办法很好保护的情况下,他们还留有后手,可以拿出新的方法来超越竞争对手。
6月,在湖南长沙召开的一次研讨会上,明升中国农业大学教授赖锦盛提出,希望未来的基因型检测成本能够降低至10块钱。
“我们目前的技术对一个样品进行基因型检测的价格在150元左右,正在开发的第三代技术则可以达到这个目标。”刘毓文说。
 
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