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参考文献
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生命密码2：人人都关心的基因科普 超级测序仪争霸战
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如果说19世纪是蒸汽机的世纪，20世纪是汽车和计算机的世纪，那么21世纪就是生命科学的世纪。自从DNA双螺旋结构于1953年被发现之后，生物学家便认识到，生物DNA中的A、T、C、G碱基排列信息包含了生物的全部遗传密码。因此，测定DNA序列就成了解读生命遗传信息、研究生命科学的重要基础。
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作为生命科学研究最核心的基础工具，基因测序仪在当前中美科技竞争中占据举足轻重的地位。如果你感受过独步世界的中国高铁技术，见证过中国发射的量子卫星，听说过独占世界超算排行榜长达5年的中国超级计算机，那么估计你也不会怀疑中国基因测序仪的全球领先地位。
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生命是一种语言：测序技术的诞生
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1953年，随着DNA双螺旋结构的解密，人类开始惊叹于生命密码的神奇。这么简单的分子结构，是如何实现如此复杂生命系统的维系和传递的呢？后来，科学家们轰然领悟：原来生命密码是一门语言，一门有着高级语法、语义和应用环境的语言！于是，解读这门语言的技术也就随之诞生了。
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1964年，美国康奈尔大学的生物化学教授罗伯特·霍利（Robert Holley）发明了最早的测序技术。他用不同的RNA酶对酵母AlatRNA进行酶切，根据反应后产物中的重叠序列间接推导完整序列，最终分析出酵母Ala-tRNA的77个核苷酸序列，Ala-tRNA也因此成为生命科学史上第一条被“解读”的核苷酸序列。这种测序技术叫前直读法，虽然以现在的眼光看来，该技术流程烦琐，难以重复，而且无法给双链DNA测序，但此法开创了测序技术的先河。
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在之后的十余年间，生命科学领域的3个重要技术日趋成熟——分子克隆、凝胶电泳和放射自显影技术。分子克隆技术是将目的DNA片段装入载体（比如质粒），然后把载体转入宿主细胞（比如大肠杆菌）中，通过细胞的扩增、繁殖来获得大量相同的DNA片段。而凝胶电泳和放射自显影技术的联合使用，极大地提高了DNA片段的检测长度、数量敏感度和精准度。基于这三大神技，直接在凝胶上按顺序直观读取DNA序列的测序技术，也就是直读法，便应运而生。
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DNA测序技术的奠基人，当属美国康奈尔大学的华人生物学家吴瑞。吴瑞于1970年首创DNA测序方法，又于1971年将引物延伸法（primer extension）用于DNA测序，为日后的Sanger测序法提供了技术基础。此外，吴瑞还是中美生物化学与分子生物学联合招生项目（China–United States Biochemistry and Molecular Biology Examination and Application Program，CUSBEA）的奠基者。在改革开放之初，不少美国大学因为不了解中国学生的素质，对招收中国留学生心存顾虑，吴瑞运用自己在美国学术界的影响力促成了这个项目，使优秀的中国学生能在美国接受先进的教育和培训，为中国生命科学领域培养了大批人才。
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1975年，英国大神级生物化学家弗雷德里克·桑格在吴瑞测序方法的基础上发明了生命科学领域划时代的测序技术——双脱氧终止法（Dideoxy Chain-termination Method），又称Sanger测序法。两年之后，他利用此技术成功测序出ΦX174噬菌体的基因组序列——这是人类解读的第一个完整的生物体基因组全序列。
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桑格被认为是大神级人物，实在是实至名归。他分别在1958年和1980年获得诺贝尔化学奖，是史上第四位两度获得诺贝尔奖，以及唯一一位两次获得诺贝尔化学奖的人。他在37岁的时候就完整测定了胰岛素的氨基酸序列，证明蛋白质具有明确构造，并于三年后首次获得诺贝尔化学奖。而他第二次获得诺贝尔化学奖，正是因为发明了Sanger法。发明化学降解测序法的沃特·吉尔伯特（Walter Gilbert）与桑格分享了当年的诺贝尔化学奖，然而如今已不再使用化学降解测序法。桑格因此被称为“基因组学之父”，如今英国剑桥大学的桑格研究所正是以他的名字命名的。
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与直读法相比，Sanger法明显极具优势：试剂无毒，操作容易，结果准确且稳定。因为这些优点，Sanger法很快风靡全球生命科学实验室，科学家们也开始对破解上帝留给人类的基因“天书”蠢蠢欲动。可以说，1990年正式启动的“人类基因组计划”能顺利开展，Sanger法是关键。如果没有Sanger法，基因组学这个学科就不会这么快发展起来。
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测序技术自动化
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Sanger法的发明带动了基因组学的发展。而之前的三大神技，因为其烦琐的实验操作，影响了测序的效率。因此，当时各大生物公司的研究重点就是改进这些技术，使它们自动化和高效化。直到1986年，也就是Sanger法发明11年后，美国的ABI公司（Applied Biosystems Inc.）拔得头筹，利用当年发明的四色荧光标记法，改进了电泳技术，并用扫描仪替换了放射性物质的使用，发明了全球第一台商品化的平板电泳全自动测序仪ABI 370A。
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