ประวัติศาสตร์ธุรกิจถอดรหัสจีโนม (11)

Biology Beyond Nature | ภาคภูมิ ทรัพย์สุนทร

ต้นปี 2009 ทีมวิจัยของ Bayley ที่ ONT ตีพิมพ์งานวิจัยชิ้นสำคัญในวารสาร Nature Biotechnology รายงานระบบ nanopore ที่ใช้ exonuclease I ตัดนิวคลีโอไทด์เดี่ยวๆ ออกมาจากสายดีเอ็นเอ จากนั้นก็ใช้ ?-hemolysin / cyclodextrin เป็นประตูเซนเซอร์วัดสัญญาณจากนิวคลีโอไทด์ที่วิ่งผ่านในสนามไฟฟ้า ระดับดังกล่าวสามารถอ่านจำแนกนิวคลีโอไทด์ทั้งสี่ได้ต่อเนื่อง ที่ความถูกต้องระดับ 99.8%

แถมยังสามารถจำแนกนิวคลีโอไทด์ติดหมู่เมทิล (ที่เป็นเครื่องหมายควบคุมการแสดงออกยีนระดับที่เรียกว่า epigenetic) จากนิวคลีโอไทด์ปกติได้ด้วย

ONT เรียกเทคโนโลยีนี้ภายใต้ชื่อการค้า BASETM สะเทือนอุตสาหกรรมการถอดรหัสพันธุกรรมที่เพิ่งจะเข้ายุคเปลี่ยนผ่านจากการใช้ Sanger’s sequencing แบบดั้งเดิมมาสู่ยุค Next Generation Sequencing ของ 454 Corporation ตามด้วยของ Illumina เจ้าตลาดหน้าใหม่เมื่อไม่กี่ปีก่อน

เพื่อกระจายความเสี่ยง Illumina ตัดสินใจลงทุนไป 18 ล้านดอลลาร์สหรัฐเพื่อถือหุ้น 15% ของ ONT พร้อมสัญญาถือสิทธิ์ในการเป็นผู้ผลิตและจำหน่ายเครื่อง nanopore sequencing จากเทคโนโลยี BASETM

Jay Flatley ผู้บริหารของ Illumina ถึงกับกล่าวชมออกมาเองว่า เทคโนโลยีของ ONT นี่แหละที่น่าจะทำให้เราสามารถถอดรหัสพันธุกรรมของมนุษย์ทั้งจีโนมได้ในราคาต่ำกว่า $1,000 ในอนาคตอันใกล้

แต่พอเข้าปี 2010 ทีมวิจัยจาก UCSC ที่ยังคงร่วมมือกับ ONT ก็ตีพิมพ์งานวิจัยอีกฉบับว่าด้วยการใช้ DNA polymerase จากไวรัสกินแบคทีเรีย (Phi29 phage) มาเป็นตัวส่งดีเอ็นเอสายเดี่ยวให้ค่อยๆ ไหลผ่านช่อง ?-hemolysin ไปช้าๆ แต่ด้วยความเสถียรสูง

วิธีนี้ทำให้เราสามารถอ่านลำดับเบสจากดีเอ็นเอที่ผ่านช่อง nanopore ไปทั้งสายโดยไม่ต้องตัดทีละนิวคลีโอไทด์ออกมาทีละตัวแบบเทคโนโลยี BASETM

ในปี 2012 ความสัมพันธ์ที่เคยดูชื่นมื่นระหว่าง Illumina กับ ONT ก็มาถึงจุดแตกหัก

ในงานประชุม AGBT ปีนั้น Clive Brown (CTO ของ ONT) ได้ขึ้นเวทีและทำสิ่งที่ไม่มีใครคาดคิด เขาไม่ได้ประกาศความคืบหน้าของเทคโนโลยี BASETM ที่ Illumina ร่วมลงทุนไว้

แต่กลับเปิดตัวเทคโนโลยีใหม่ที่ชื่อว่า “Strand Sequencing” พร้อมกับเผยโฉม MinION เครื่องถอดรหัสพันธุกรรมแบบใช้แล้วทิ้งขนาดเท่ากล่องไม้ขีด ราคาไม่ถึง $1,000 อ่านลำดับเบสจากดีเอ็นเอสายยาวหลักหมื่นหลักแสนเบสแบบ real-time

เป็นนวัตกรรมช็อกวงการที่ไม่มีใครเคยเห็นมาก่อน ในยุคที่เครื่องถอดรหัสพันธุกรรมราคาเครื่องละหลายหมื่นถึงหลายแสนดอลลาร์สหรัฐ และอ่านลำดับเบสได้ทีละหลักร้อยเบสเท่านั้น

สำคัญที่สุดคือ ONT ประกาศว่าจะ “ขายเอง” โดยไม่ผ่านช่องทางการจัดจำหน่ายของ Illumina อีกต่อไป

นี่คือการประกาศสงครามกลางที่ประชุม เพราะเท่ากับว่า ONT กำลังจะก้าวขึ้นมาเป็นคู่แข่งโดยตรงด้วยเทคโนโลยีที่เหนือกว่าในด้านความยาวของข้อมูลและการพกพา

เมื่อถูกหักหน้า Illumina ก็ไม่ได้นิ่งเฉย พวกเขาเริ่มใช้กลยุทธ์หลายด้านเพื่อรักษาตำแหน่งเจ้าตลาด

ในช่วงต้นปี 2013 Illumina ได้เข้าซื้อบริษัท Moleculo เพื่อครอบครองเทคโนโลยี “Synthetic Long Reads” มันคือความพยายามที่จะทำให้เครื่องลำดับพันธุกรรมแบบเดิมของ Illumina สามารถสร้างข้อมูลที่มีความยาวเลียนแบบ ONT ได้ (แม้ว่าความจริงแล้วจะเป็นเพียงการเอาข้อมูลสั้นๆ มาต่อกันด้วยคอมพิวเตอร์ก็ตาม)

ในปีเดียวกัน Illumina ได้ทำการเดินหมากที่แยบยลด้วยการคว้าสิทธิบัตร MspA (โปรตีน nanopore อีกชนิดหนึ่งที่แม่นยำกว่าชนิดเดิม) จากมหาวิทยาลัยวอชิงตันมาไว้ในมือ

แม้ว่าตอนนั้น Illumina จะยังไม่มีเครื่องแบบ Nanopore เป็นของตัวเอง แต่การถือสิทธิบัตรนี้ไว้เปรียบเสมือนการ “วางระเบิด” ดักหน้าไว้

เพื่อรอจังหวะที่ ONT เติบโตจนพร้อมจะฟ้องร้องเรียกค่าเสียหายในอนาคต

พฤศจิกายน 2013 ทั้งสองบริษัทตัดสินใจแยกทางกันอย่างถาวร โดย ONT ได้ระดมทุนจากกลุ่มทุนอื่นมาซื้อหุ้นคืนจาก Illumina ทั้งหมด 13.5% เป็นเงินกว่า 92 ล้านดอลลาร์ ส่งผลให้ ONT กลับมาเป็นอิสระ

ONT เข้มแข็งขึ้นเรื่อยๆ มูลค่าบริษัทถูกประเมินอยู่ที่สองพันล้านดอลลาร์สหรัฐ ทั้งที่ยังไม่ได้เริ่มขายผลิตภัณฑ์ออกตลาดเลย

ขณะเดียวกันก็เปิดเกมรุกเดินหน้าโครงการ MinION Access Programme (MAP) เพื่อส่งเครื่องจิ๋วไปให้ถึงมืออาสาสมัครนักวิจัยทั่วโลก ได้ทั้งว่าที่ลูกค้า ได้ทั้งกองทัพนักวิจัยสมทบที่มาช่วยกันดันระบบนิเวศของเครื่องถอดรหัสพันธุกรรมฉบับพกพานี้ให้สมบูรณ์

ปี 2015 กลายเป็นปีทองที่ทำให้คนทั้งโลกเห็นว่าเครื่องมือของพวกเขาสามารถทำในสิ่งที่ Illumina ทำไม่ได้

นั่นคือ การส่ง MinION ใส่กระเป๋าเดินทางไปตรวจเชื้อ Ebola แบบ Real-time ถึงในพื้นที่ระบาดที่ประเทศกินี การที่นักวิจัยสามารถรู้ลำดับพันธุกรรมของไวรัสได้ภายในไม่กี่ชั่วโมงในพื้นที่ที่ไม่มีแม้แต่ไฟฟ้าที่เสถียร คือการประกาศชัยชนะทางเทคโนโลยีเหนือเครื่องตัวเท่าตู้เย็นของคู่แข่ง

ONT และ Illumina ยังต้องปะทะกันอีกหลายยกหลังจากนั้น ทั้งฝั่งตลาด DNA sequencing ฝั่งกฎหมายเคลมการถือสิทธิ์ในเทคโนโลยีตัวหลัก