Solexa 平行读取数十亿个微小 DNA 片段，Illumina 买下了这项技术

人类基因组计划完成时，其原始序列在数百台毛细管测序仪上历时多年才产出，成本约为 3 亿美元；而到了 2007 年，用同样的方法测定一个人的基因组仍需约 1000 万美元。显而易见的下一步是蛮力：更多毛细管、更长的读长、更大的预算。

剑桥化学家 Shankar Balasubramanian 和 David Klenerman 于 1998 年 6 月创立 Solexa，押注的却是相反的方向。他们的可逆终止子化学使用 3'-O-叠氮甲基荧光核苷酸，使每个掺入循环基本进行完全而不会过度掺入，并且经过改造的聚合酶能够接受这些非天然碱基；成像之后，封闭基团和染料被切除，下一个循环随即开始。缺失的一环——通过桥式扩增将每个表面结合的片段扩增成明亮的克隆簇——来自 Solexa 在推出前整合的固相菌落工作。

2008 年的验证成果发表在《自然》上：从一名约鲁巴男性基因组中获得了 135 Gb 的序列，在六台 Genome Analyzer 上于八周内完成，耗材成本约为 25 万美元，平均深度 40.6 倍，覆盖了参考序列的 99.9% 以上，并鉴定出四百万个 SNP 和四十万个结构变异。对测试 BAC 的共识准确率超过 99.999%。

Solexa 曾于 2005 年反向合并入 Lynx Therapeutics 以维持资金；2007 年 1 月 26 日，Illumina 完成了一项换股合并，使其成为全资子公司，《卫报》后来估计该交易金额约为 6.5 亿美元。Genome Analyzer 于当年出货，成本曲线此后再未回头：2014 年每个基因组约 1 万美元，2022 年降至 600 美元，而 Illumina 占据约 80% 的测序市场。

数百万条短读长并行，胜过一条长读长

大规模并行——每次运行对数千万个菌落成像——取代了成群的毛细管机器，因此通量随光学和化学而扩展，而非随占地面积扩展。

人类参考基因组已经存在，因此短读长不再是一种缺陷：比对取代了长读长原本用于的组装。

可逆的 3' 封闭使每个循环基本进行完全，使单碱基准确率足以支持 99.999% 这样的共识判定。

Illumina 选择收购这项技术而非与之竞争，将一家资金紧张的剑桥初创公司的化学转化为独此一家的市场。

当通量是瓶颈时，缩小工作单元并让数百万个并行运行。一个廉价但不完美的操作加上外部图谱，可以胜过完美但昂贵的操作。

Illumina 沿着 SBS 曲线走向近乎垄断：2014 年约占测序仪市场的 70%，到 2022 年约为 80%，当时 NovaSeq X 将通量提升至每年 20,000 个基因组，并将价格推向每个基因组 200 美元。仅 Broad Institute 到 2022 年就已测序超过 486,000 个基因组。廉价的基因组支撑着癌症血液检测、罕见病诊断以及为疫苗设计奠定基础的 COVID-19 基因组监测。Balasubramanian 和 Klenerman 的化学是当今几乎所有 DNA 数据的直接源头。