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随着高通量测序的成本不断下探，科学家们对生命本质的探索也在不断深入。其表现之一就是对更长的基因序列的追求——追求测序技术上长读长技术的突破。
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人的基因组是由46条（23对）染色体组成的，而基于“鸟枪法”的短读长拼接方法，始终会有一些区域没有很好地被完整组装。最好的办法就是直接把整条染色体一次性从头测到尾！现在的技术虽然还没有到如此完美的程度，但也有了本质的突破。美国PacBio公司是单分子测序领域的佼佼者之一。从2010年推出第一台RS单分子测序仪开始，PacBio已经相继推出4款主要机型。但由于该测序仪工艺过于复杂，造成了成本过高和准确率过低的问题。Illumina公司意识到了PacBio测序仪的潜力，于2018年底斥资12亿美元拟收购这家公司，而2019年10月，英国监管机构提议阻止这场收购，原因是“保持该国以及全球测序市场的竞争”。
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这就要提一下来自英国的ONT（Oxford Nanopore Technologies）公司了。该公司生产的也是读长超长（比PacBio测序仪读长更长）、通量超大的单分子测序仪，产品最小可以做到U盘大小，特别适合在特殊环境下进行快速测序。同时，该系列测序仪的测序成本也特别低。它们唯一的缺陷就是准确率不够理想，测序成本相比于短读长技术也比较高。
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而中国的华大基因则研发了单管长片段读取技术（single tube long fragment read，stLFR）。它通过巧妙设计，给来自相同DNA分子的短读长测序片段都标记上相同的分子标签（co-barcode），从而获得大片段DNA的信息。这种方法在获得大片段DNA连接信息的同时，还保留了高通量测序低成本、高准确度的优势。
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另外一个重要的方向是单细胞测序。
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生命，从单细胞的草履虫到自封“万物之灵”的人类，都是由细胞组成的。拥有相同基因组的细胞，通过不同的基因表达，造就了不同类型的细胞。同时，每个细胞又在正确的时间、正确的位置，与其他细胞共同协作，从而鬼斧神工地构成了有机生命体。要了解生命活动的本质，就需要将测序的“分辨率”提高到“单细胞”的水平。现在大部分的测序，测的都是某一块组织或者血液中成千上万细胞共同表达的结果，分辨率很低，而所有研究者都喜欢高分辨率的结果。
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在单细胞测序技术发展的短短10年时间，已经涌现出众多的技术。总体趋势正在从对单个或者少量细胞的研究，向对整个组织中所有细胞类型的研究发展。有些技术甚至已经开始探索真正的“空间单细胞测序”——在对单个细胞进行基因测序的同时，还记录了细胞在原组织中的位置信息。如果这个技术最终普及，将能观察到最小像素级别的生命活动！
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21世纪注定是生命科学的世纪。超级测序仪争霸战，正是解读生命密码过程中的核心竞争焦点。回顾这短短30年的历史，它跟其他技术领域的竞争类似，都是被技术浪潮所驱动的。长江后浪推前浪，谁都不知道现在的巨头还会称霸多久，也不知道下一个横空出世的后起之秀会是哪位，但它们都将被载入史册，在测序技术的发展史上画上浓墨重彩的一笔！
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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 [:1700232031]
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生命密码2：人人都关心的基因科普 表观遗传，到底是个啥？
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2000年6月26日，时任美国总统克林顿在宣布人类基因组草图完成之时曾说：“今天，我们知晓了上帝创造生命的语言。”在那一刻，世人似乎认为用DNA的ACGT四个字母就能够决定所有生命的性状。
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然而，他们错了。
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20年后，世人发现生命的调控机制远比先前想象的复杂。比如同卵双胞胎为什么长相不同？毛虫的基因明明没变，为什么破茧成蝶后外形有了如此大的变化？基因的DNA序列没变，生物体的表型却出现了变化，这种变化有时甚至可以遗传给后代（或后几代），这种情况要用一个术语——表观遗传学（epigenetics）才能解释。
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表观遗传的概念
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表观遗传学这个概念由英国的康拉德·沃丁顿（Conrad Waddington）于20世纪40年代提出，其中“表观”一词的词根epi来自希腊文，意为“在某物之上”。我们可以把其简单理解成对DNA进行修饰，给同样的DNA序列穿上不同的“外衣”。
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要知道，真实的DNA分子可不像直白的ATGC序列这么简单，不光七扭八缠地绕着组蛋白，部分DNA碱基上还连接着不同的修饰分子。这些修饰分子不会影响DNA本身的序列，但可以影响它们的功能。随着这些不同分子的修饰或者移除，基因的表现方式就会出现改变，进而影响RNA的转录、蛋白质的翻译、细胞功能甚至机体功能。更让人惊奇的是，如果在生物体发育的关键时机启动了关键的表观遗传修饰，修饰的结果将会伴随生物体终身。
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效果图：正常基因可以转录RNA，但基因被加了甲基后便进入“休眠状态”，无法转录RNA（绘图：傅坤元）
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最常见的表观遗传修饰是DNA甲基化（methylation）和组蛋白乙酰化（acetylation）。甲基化是指染色体中某个基因的DNA上有甲基基团（CH3）结合，从而影响DNA的正常转录和该基因的表达。乙酰化则是指染色体某处的组蛋白有乙酰基团（CH3CO）结合，使DNA与组蛋白的结合松散，这有利于DNA转录，可以促进此处基因的表达。除了甲基化和乙酰化，表观遗传修饰还包括磷酸化（磷酸基团修饰）、泛素化（小分子蛋白修饰）等。即使简单如细菌的原核生物也存在甲基化修饰，这证明甲基化修饰是一种古老的基因表达调控工具，在生命的早期就已经演化出来了，使生命可以在基因数量有限而外界变化无限的情况下提供更多应变的可能性。
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