Globale metagenomic sequencing Marktgröße wird erwartet US$ 4.39 Bn von 2030, aus US$ 1.41 Bn in 2023, mit einer jährlichen Zuwachsrate (CAGR) von 17,6% während des Prognosezeitraums. Metagenomische Sequenzierung bezieht sich auf die direkte genetische Analyse von Genomen, die innerhalb einer Umweltprobe enthalten sind. Es geht um die Untersuchung von genetischem Material, das direkt aus Umweltproben wie Wasser oder Boden gewonnen wird, ohne dass einzelne Arten gezüchtet werden müssen. Die Technik bietet ein leistungsfähiges Instrument, um die Biodiversität mikrobieller Gemeinschaften zu bewerten und ihre Rolle in Ökosystemen zu verstehen. Metagenomische Sequenzierung ermöglicht es Forschern, auf die große Mehrheit der Mikroben zuzugreifen und zu studieren, die in einem Labor nicht kultiviert werden können. Es hilft bei der Identifizierung neuartiger Gene, Enzyme und natürlicher Produkte, die vielfältige Anwendungen in der Biotechnologie, Landwirtschaft, Medizin, Erneuerbare Energien, Biotherapie und mehr haben. Das Wachstum des Marktes ist auf die sinkenden Kosten der Sequenzierung, Fortschritte bei Sequenzierungstechnologien, wachsende Genomforschung und steigender staatlicher und privater Finanzierung für die metagenomics Forschung zurückzuführen.

Der metagenomic sequencing Markt ist in Technologie, Produkt, Anwendung, Endverbraucher und Region segmentiert. Durch Technologie wird der Markt in Sequenzierung, Bioinformatik, PCR, Mikroarray und andere segmentiert. Das Sequenzierungssegment entfiel 2022 auf den größten Anteil. Das Wachstum dieses Segments ist auf die stetig sinkenden Kosten der Sequenzierung und technologischen Verbesserungen in der Next-Generation Sequencing (NGS) Plattformen zurückzuführen.

Globale metabolische Sequenzierung Markttreiber

• Senkung der Sequenzierungskosten: Die Kosten für die Sequenzierung sind im Laufe der letzten zehn Jahre deutlich zurückgegangen, so dass die metagenomische Sequenzierung für ein breiteres Spektrum von Forschern und Endnutzern zugänglicher ist. Die Kosten für die Sequenzierung eines menschlichen Genoms lagen 2001 bei über 100 Millionen US-Dollar. Dies reduzierte sich auf rund 600-1000 US$ pro Genom mit dem Aufkommen von Sequenzierungstechnologien der nächsten Generation von Unternehmen wie Illumina, einem Biotechnologie-Unternehmen, Oxford Nanopore und anderen. Ebenso sind die Kosten pro Mb der mikrobiellen Sequenzierung auch exponentiell von Tausenden auf wenige Dollar gefallen. Dies erweitert die Einführung von metagenomic sequencing in Forschung und klinischen Anwendungen. Weitere Verbesserungen bei Sequenzierungschemikalien, Instrumenten, Miniaturisierung und Nanotechnologie werden die Kosten weiter senken und das Wachstum des metagenomischen Sequenzierungsmarktes unterstützen.
• Technologische Fortschritte in Sequenzierungsplattformen: Neue und fortgeschrittene High-Throughput-Plattformen der nächsten Generation werden von Unternehmen entwickelt und gestartet. Diese bieten eine höhere Genauigkeit, schnellere Turn-Around-Zeiten, längere Leselängen und die Möglichkeit, mehr Proben in einem einzigen Lauf zu sequenzieren. So startete beispielsweise im September 2020 Oxford Nanopore Technologies, ein in Großbritannien ansässiges Unternehmen, das PromethION 2 Solo für Nanopore-basierte Langlesesequenzierung. Es bietet auf Anfrage Zugang zu 48 Strömungszellen und erhöhten Durchsatz. Ebenso startete Illumina Sequenzer der NovaSeq X Serie, die in weniger als zwei Tagen 6Tb Daten produzieren können. Solche fortschrittlichen Sequenzierungssysteme fahren die Einführung von Metagenomics in verschiedenen Forschungs- und klinischen Bereichen.
• Wachstum der metagenomics Forschung: Die Metagenomics-Forschung zur Analyse mikrobieller Gemeinschaften hat in den letzten zehn Jahren großes Interesse gewonnen. Die Zahl der veröffentlichten metagenomics-Studien ist von weniger als 100 im Jahr 2007 auf über 2000 im Jahr 2019 gemäß der Datenbank National Center for Biotechnology Information (NCBI) gewachsen. Darüber hinaus wurden in den letzten Jahren umfangreiche metagenomics-Projekte wie das Earth BioGenome Project, MetaSUB und das menschliche Mikrobiome-Projekt gegründet. Diese wachsende Forschung wird durch sinkende Kosten, verbesserte Datenbanken und zunehmende Anwendungen in der Gesundheitsversorgung, Biotechnologie, Landwirtschaft und anderen Bereichen unterstützt.
• Regierung und private Finanzierung: Zur Unterstützung von metagenomics-Forschungsinitiativen und -projekten werden weltweit wesentliche staatliche und private Finanzierungen bereitgestellt. So kündigte die US-Regierung 2019 515 Millionen US-Dollar für das Projekt Human Microbiome an. Ebenso erhielt MetaSUB, eine internationale Organisation, US$ 5 Millionen in der Finanzierung von Genome Canada und Ontario Genomics für Mikrobiome Sequenzierung globaler Städte. Ebenso bieten private Einrichtungen wie die Gates Foundation, Wellcome Trust und Simons Foundation enorme Forschungsstipendien für Metagenomics Studies. Diese Verfügbarkeit von Forschungsmitteln wird das Marktwachstum fördern.

Globale metabolische Sequenzierung Marktchancen

• Synthetische Biologie und Gentechnik: Metagenomics entdeckt neue Enzyme, Bioaktiven und Pathways in Mikroben, die großes Potenzial für synthetische Biologie und metabolische Anwendungen haben. Die Unternehmen sind bergbautechnische Sequenzdaten, um neuartige Antimikrobiellen, Biopolymeren, Biotensiden, Biokatalysatoren und andere zu identifizieren, die über synthetische Biologieansätze heterolog exprimiert und im Handel hergestellt werden können. Zum Beispiel, im Juni 2021, Ginkgo Bioworks, ein Biotech-Unternehmen, nutzte metagenomics, um neue Cannabinoide zu produzieren. Solche Anwendungen schaffen erhebliche Chancen für das Marktwachstum.
• Landwirtschaftliche Biotechnologie: Metagenomics ermöglicht die Identifizierung des Pflanzenwachstums, das Mikroben, Biokontrollmittel, mikrobielle Inokulanten und andere fördert, die landwirtschaftliche Produktivität nachhaltig verändern können. Die Unternehmen wie AgBiome, Indigo und andere nutzen Metagenomics zur Bioprospektion landwirtschaftlicher Mikrobiome und zur Entwicklung mikrobieller Pflanzenschutz- und Wachstumsverbesserungsprodukte. Die agri-biotech-Anwendungen von metagenomics werden seine Annahme in naher Zukunft.
• Bioremediation: Metagenomics ermöglicht eine schnelle Bewertung von mikrobiellen Gemeinschaften an kontaminierten Standorten und Hilfsmitteln in der Bioaugmentation oder biostimulationsbasierten Bioremediation Ansätzen. Es hilft, Veränderungen während der Bioremediation zu überwachen und neue abbauende Mikroben und katabolische Gene zu identifizieren. Metagenomics-Analyse wird weit verbreitet für die Biotherapie von Böden verwendet, die mit Kohlenwasserstoffen, Schwermetallen, Farbstoffen und anderen verunreinigt sind. Die zentrale Rolle der Metagenomics in der Umweltbiotechnologie schafft erhebliche Chancen.
• Einzelzelle metagenomics: Einzelzellen-Sequencing-Technologien ermöglichen die Metagenomics bei der Auflösung einzelner Zellen und zeigen auch innerhalb derselben Spezies eine große Heterogenität. Single Cell metagenomics bietet eine feinere taxonomische Klassifikation, verbessert die Erkennung von seltenen Taxa und ermöglicht eine Genomrekonstruktion. So bietet die Biotechnology Company im März 2022, 10x Genomics, Einzelzellen-Metagenomics-Workflows, die Tausende von unkultivierten Mikroben parallel profilieren können. Single Cell metagenomics bietet neue Einblicke und wird ein schnell wachsender Gelegenheitsbereich sein.

Globale Metagenomic Sequencing Marktrückhaltungen

• Komplexität der Datenanalyse: Metagenomische Analyse beinhaltet bioinformatisch intensive Workflows für Qualitätskontrolle, taxonomische Klassifizierung, Funktionsannotation, vergleichende Analyse und andere. Mangel an kompletten Referenzdatenbanken erschwert auch die Analyse. Multi-omics Integration stellt zusätzliche Herausforderungen. Expertise in der Mikrobiologie, Statistik und Berechnungsbiologie ist erforderlich, um aussagekräftige Erkenntnisse abzuleiten. Diese Komplexität begrenzt eine breitere Annahme.

Gegengewicht: vollständige Referenzdatenbanken sollten von den Marktteilnehmern zur richtigen Analyse derselben bereitgestellt werden.

• Bedarf an standardisierten Protokollen: Der Mangel an standardisierten Protokollen für die Probenerhebung, die Metadatenerfassung, die DNA/RNA-Extraktion, die Bibliotheksvorbereitung und die Datenanalyse beeinflusst die Interstudy-Comparability. Variationen in diesen Schritten können Ergebnisse vorspannen. Für qualitativ hochwertige Metagenomics-Studien und Übersetzung in klinische Anwendungen sind robuste experimentelle und analytische Standards unerlässlich.
• Ethische und rechtliche Bedenken: Metagenomische Analyse von menschlichen Proben erhöht die Privatsphäre aufgrund einer potenziellen Extraktion von Wirtsdeoxyribonucleic Acid (DNA). Die Zugänglichkeit menschlicher Mikrobiom-Daten erfordert eine sorgfältige Handhabung nach Vorschriften wie Health Insurance Portability and Accountability Act (HIPAA). Umwelt metagenomic Bergbau für kommerzielle Nutzung hebt auch Probleme wie Nutzen-Sharing, vorab informierte Zustimmung und andere Diese ethischen und rechtlichen Fragen zu behandeln ist für den Bereich wichtig.

Analyst’s View on Global Metagenomic Sequencing Market:

Der globale metagenomic sequencing Markt wird erwartet, dass durch eine verstärkte Übernahme von Personalmanagement-Software und Cloud-basierten Plattformen ein stetiges Wachstum im Prognosezeitraum beobachtet wird. Es bietet den Interessengruppen die Möglichkeit, die Ressourcenplanung und -zuweisung auf Echtzeitbasis und die steigende Nachfrage nach Krankenschwestern, die durch alternde Bevölkerungen weltweit verursacht werden, zu optimieren und die Prävalenz chronischer Krankheiten zu erhöhen. Die entwickelten Märkte in Nordamerika und Westeuropa dominieren aufgrund einer höheren Mittelzuweisung für den Gesundheitssektor im Vergleich zu anderen Regionen.

• Fokus auf Metadatenerfassung und -standards: Die systematische Erfassung von Metadaten wie Probenahmeort, physikalisch-chemische Parameter und andere. zusammen mit metagenomic Sequenzdaten, um mehr Kontextanalyse zu ermöglichen. Initiativen wie das Genomic Standards Consortium bieten Standards für die konsequente Meta- und phenotypische Datenerfassung. Darüber hinaus haben öffentliche Datenbanken wie MG-RAST minimale Metadatenstandards für alle eingereichten Datensätze durchgesetzt. Vollständige und standardisierte Metadaten unterstützen die biologische Interpretation und Trendanalyse.
• Lange Lesesequenz: Lange Lesesequenziertechnologien wie Nanopore und PacBio ermöglichen die Sequenzierung von vollen 16S rRNA Genen und sogar komplette bakterielle und archeale Genome aus metagenomischen Proben. Dies bietet eine feinere Auflösung und eine genaue taxonomische Klassifikation im Vergleich zu kurzen Lesungen. Lange liest auch helfen besser Genom-Montage und Annotation von komplexen Metagenome. Mit der Verbesserung der Genauigkeit und Durchsatz steigt die lange Lesesequenzierung für die Metagenomics.
• Bioinformatiklösungen: Fortschritte in der Bioinformatik Werkzeuge und Workflows für die metagenomische Analyse wie MetaSPAdes, MEGARes, HUMAnN und andere verbessern die taxonomische und funktionale Profilierung aus Sequenzdaten. Cloud-basierte Lösungen wie CosmosID, One Codex und andere bieten benutzerfreundliche und schnelle metagenomic Analyse für Nicht-Experten. Integrierte Sample-to-Report-Lösungen verbessern die Übernahme von Biologen und Klinikern. Die automatisierte Analyse von AI/ML-Tools ist auch ein aufstrebender Trend.
• Datenbankerweiterung: Referenzgenom-Datenbanken, die für die taxonomische Klassifikation und Funktionsannotation benötigt werden, erweitern sich kontinuierlich. Initiativen wie das Unkultivierte Bakterien- und Archaea-Projekt und die Hungate Collection konzentrieren sich auf Sequenzierungsarten neuartiger Mikroben, um Datenbanken zu bevölkern. Datenbanken wie IMG, SILVA, GreenGenes, KEGG werden häufig mit neuen mikrobiellen Genomen, funktionalen Pfaden und anderen aktualisiert Reichere Datenbanken ermöglichen eine genauere metagenomische Analyse.

Global Metagenomic Sequencing Market Regional Insights

• Nordamerika erwartet wird, dass der größte Markt für die metagenomische Sequenzierung während des Prognosezeitraums sein wird, was 2022 über 41,3% des Marktanteils ausmacht. Das Wachstum des Marktes in Nordamerika ist auf die hohen Forschungs- und Entwicklungsausgaben, die Präsenz großer Unternehmen und die rasche Einführung fortschrittlicher Sequenzierungstechnologien in der Region zurückzuführen.
• Die Europa Der Markt wird voraussichtlich der zweitgrößte Markt für metagenomic sequencing Markt sein, der 2022 über 28,7% des Marktanteils ausmacht. Das Wachstum des Marktes in Europa ist auf die Verfügbarkeit von Forschungsmitteln und die Präsenz führender metagenomics-Forschungsorganisationen in der Region zurückzuführen.
• Die Asien-Pazifik Der Markt wird voraussichtlich der am schnellsten wachsende Markt für metagenomic sequencing Markt sein, mit einem CAGR von über 22,6% während des Prognosezeitraums. Das Wachstum des Marktes in Asien-Pazifik ist auf die wachsende Genomforschung, die Sensibilisierung und die Verbesserung der Gesundheitsinfrastruktur in der Region zurückzuführen.

Abbildung 1. Global Metagenomic Sequencing Market Share (%), Nach Region, 2023

Illumina, QIAGEN, Thermo Fisher Scientific, Oxford Nanopore Technologies, BGI Group, PerkinElmer, GENEWIZ, Macrogen, Zymo Research, Diversigen, Microsynth AG, BaseClear, MR DNA (Molecular Research), Eurofins Scientific, Novogene Corporation, NuGEN Technologies, Takara Bio, Swift Biosciences, New England Biolabs und CosmosID