La dimensione globale del mercato di sequenziamento metagenomico dovrebbe raggiungere US$ 4.39 Bn di 2030da US$ 1.41 Bn in 2023, presentando un tasso di crescita annuale composto (CAGR) di 17.6% durante il periodo previsto. Il sequenziamento metabolico si riferisce all'analisi genetica diretta dei genoma contenuti all'interno di un campione ambientale. Esso comporta lo studio del materiale genetico recuperato da campioni ambientali come l'acqua o il suolo direttamente, senza la necessità di culturizzare le singole specie. La tecnica fornisce uno strumento potente per valutare la biodiversità delle comunità microbiche e comprendere il loro ruolo negli ecosistemi. Il sequenziamento Metagenomico consente ai ricercatori di accedere e studiare la maggior parte dei microbi che non possono essere coltivati in un laboratorio. Aiuta a identificare nuovi geni, enzimi e prodotti naturali che hanno diverse applicazioni in biotecnologia, agricoltura, medicina, energia rinnovabile, bioremediazione e altro ancora. La crescita del mercato è dovuta ai costi decrescenti di sequenziamento, progressi nelle tecnologie di sequenziamento, crescente ricerca genomica, e crescente governo e finanziamento privato per la ricerca metagenomica.

Il mercato metagenomico di sequenziamento è segmentato in tecnologia, prodotto, applicazione, utente finale e regione. Per tecnologia, il mercato è segmentato in sequenziamento, bioinformatica, PCR, microarray e altri. Il segmento di sequenziamento rappresentava la quota più grande del 2022. La crescita di questo segmento è dovuta ai costi continuamente in calo di sequenziamento e miglioramenti tecnologici nelle piattaforme di Sequencing (NGS).

Driver per il mercato Metagenomic Sequencing Global

• Ridurre i costi di sequenziamento: Il costo del sequenziamento è diminuito sostanzialmente negli ultimi dieci anni, rendendo così il sequenziamento metagenomico più accessibile a una vasta gamma di ricercatori e utenti finali. Il costo di sequenziare un genoma umano è stato di oltre 100 milioni di dollari nel 2001. Ciò si è ridotto a circa 600-1000 dollari per genoma con l'avvento di tecnologie di sequenziamento di prossima generazione da parte di aziende come Illumina, una società di biotecnologie, Oxford Nanopore, e altri. Allo stesso modo, il costo per Mb di sequenziamento microbico è anche caduto esponenzialmente da migliaia a pochi dollari. Questo sta espandendo l'adozione di sequenziamento metagenomico nella ricerca e nelle applicazioni cliniche. Continuati miglioramenti nel sequenziamento di chemistrie, strumenti, miniaturizzazione e nanotecnologie ridurranno ulteriormente i costi e supporteranno la crescita del mercato del sequenziamento metagenomico.
• Progressi tecnologici nelle piattaforme di sequenziamento: Nuove e avanzate piattaforme di sequenziamento ad alto rendimento di prossima generazione (NGS) sono in fase di sviluppo e lanciato dalle aziende. Questi forniscono una maggiore precisione, tempi di turn-around più rapidi, lunghezze di lettura più lunghe e capacità di sequenza più campioni in un unico run. Ad esempio, nel settembre 2020, Oxford Nanopore Technologies, una società basata sul Regno Unito ha lanciato il PromethION 2 Solo per la sequenziamento a lungo letto basato su nanopore. Offre l'accesso on-demand a 48 celle di flusso e una maggiore produttività. Allo stesso modo, Illumina ha lanciato sequencer NovaSeq X Series che possono produrre 6Tb di dati in meno di due giorni. Tali sistemi di sequenziamento avanzati stanno guidando l'adozione di metagenomics in vari campi di ricerca e clinici.
• Crescita della ricerca metagemica: La ricerca Metagenomics per analizzare le comunità microbiche ha guadagnato un interesse significativo nel corso degli ultimi dieci anni. Il numero di studi di metagenomics pubblicati è cresciuto esponenzialmente da meno di 100 nel 2007 a più del 2000 nel 2019 secondo la banca dati del Centro Nazionale per l'Informazione della Biotecnologia (NCBI). Inoltre, progetti di metagenomics su larga scala come il progetto Earth BioGenome Project, MetaSUB e il progetto di microbiome umano sono stati stabiliti negli ultimi anni. Questa crescente ricerca è sostenuta da costi in calo, database migliorati e applicazioni in aumento nel settore sanitario, biotecnologia, agricoltura e altri settori.
• Finanziamenti pubblici e privati: Il governo sostanziale e il finanziamento privato sono stati forniti a livello globale per sostenere iniziative e progetti di ricerca metagenomica. Ad esempio, il governo degli Stati Uniti ha annunciato un finanziamento di 515 milioni di dollari per il Human Microbiome Project nel 2019. Allo stesso modo, MetaSUB, un'organizzazione internazionale, ha ricevuto 5 milioni di dollari di finanziamento da Genome Canada e Ontario Genomics per il sequenziamento di microbiome delle città globali. Allo stesso modo, entità private come la Gates Foundation, Wellcome Trust, e Simons Foundation forniscono enormi borse di ricerca per studi metagenomics. Questa disponibilità di fondi di ricerca propellerà la crescita del mercato.

Opportunità di mercato di Sequenziamento Metageno Globale

• Biologia sintetica e ingegneria genetica: Metagenomics sta scoprendo nuovi enzimi, bioattivi e percorsi in microbi che hanno enorme potenziale per la biologia sintetica e applicazioni di ingegneria metabolica. Le aziende sono dati di sequenza metagenomica mineraria per identificare nuovi antimicrobici, biopolimeri, bioproduttori, biocatalisti e altri che possono essere eterologamente espressi e prodotti commercialmente tramite approcci di biologia sintetica. Ad esempio, nel giugno del 2021, Ginkgo Bioworks, azienda biotecnologica, ha sfruttato la metagenomica per produrre cannabinoidi nuovi. Tali applicazioni creano opportunità significative per la crescita del mercato.
• Agri-biotecnologia: La metagenomica consente di identificare la crescita delle piante promuovendo microbi, agenti di biocontrollo, inoculanti microbici e altri che possono trasformare la produttività agricola in modo sostenibile. Le aziende come AgBiome, Indigo e altre stanno sfruttando la metagenomics per la bioprospezione dei microbiomes agricoli e lo sviluppo di prodotti microbici di protezione e valorizzazione della crescita. Le applicazioni agro-biotecniche della metagenomica proietteranno la sua adozione nel prossimo futuro.
• Bioremediazione: La metagenomica permette una rapida valutazione delle comunità microbiche nei siti contaminati e negli aiuti in bioaugmentazione o biostimolazione-basata approcci di biorimediazione. Aiuta a monitorare i cambiamenti durante la bioremediazione e identificare nuovi microbi degradanti e geni catabolici. L'analisi della metagenomica è ampiamente utilizzata per la biorimediazione dei terreni contaminati da idrocarburi, metalli pesanti, coloranti e altri. Il ruolo centrale della metagemica nella biotecnologia ambientale crea notevoli opportunità.
• Singola memoria cellulare: Le tecnologie di sequenziamento monocellulare consentono la metagenomica alla risoluzione delle singole cellule, rivelando eterogeneità estesa anche all'interno della stessa specie. La metagenomica a celle singole fornisce una classificazione tassonomica più fine, migliora il rilevamento di taxa raro e consente la ricostruzione del genoma. Ad esempio, nel marzo 2022, 10x Genomics, Biotechnology Company offre flussi di lavoro monocellulari metagenomics che possono profilare migliaia di microbi non coltivati in parallelo. La metagenomica a celle singole fornisce nuove intuizioni e sarà una zona di opportunità in rapida crescita.

Restrizioni globali di mercato di Sequenziamento Metagenomico

• Complessità dell'analisi dei dati: L'analisi Metagenomica comporta flussi di lavoro intensivi di bioinformatica per il controllo della qualità, la classificazione tassonomica, l' annotazione funzionale, l'analisi comparativa e altre. Mancanza di database di riferimento completi anche ostacola l'analisi. L'integrazione multi-omica pone ulteriori sfide. La competenza in microbiologia, statistica e biologia del calcolo è necessaria per ricavare informazioni significative. Questa complessità limita l'adozione più ampia.

Controbilancia: Le banche dati di riferimento complete dovrebbero essere messe a disposizione dai giocatori di mercato per fare una corretta analisi degli stessi.

• Necessità di protocolli standardizzati: La mancanza di protocolli standardizzati per la raccolta dei campioni, la registrazione dei metadati, l'estrazione del DNA/RNA, la prep della biblioteca e l'analisi dei dati influiscono sulla comparabilità interstudio. Variazioni in questi passaggi possono risultati bias. Stabilire robusti standard sperimentali e analitici è essenziale per studi di metagenomica di alta qualità e traduzione in applicazioni cliniche.
• Questioni etiche e giuridiche: L'analisi Metagenomica dei campioni umani solleva preoccupazioni sulla privacy a causa della potenziale estrazione dell'acido deossiribonucleico ospite (DNA). L'accessibilità dei dati del microbiome umano richiede un'attenta gestione secondo i regolamenti come la legge sulla responsabilità dell'assicurazione sanitaria (HIPAA). L'estrazione metagemica ambientale per uso commerciale solleva anche questioni come la condivisione dei benefici, il consenso informato preventivo e altri Affrontare queste questioni etiche e giuridiche è importante per il settore.

Vista dell’analista sulla Metagenomica Globale Sequencing Market:

Il mercato globale di sequenziamento metagenomico dovrebbe testimoniare una crescita costante nel periodo di previsione a causa di una maggiore adozione di software di gestione della forza lavoro e piattaforme basate su cloud. Presenta un'opportunità per gli stakeholder di ottimizzare la pianificazione e l'assegnazione delle risorse su base in tempo reale e la crescente domanda di infermieri causati da popolazioni in età avanzata in tutto il mondo e la crescente prevalenza di malattie croniche. I mercati sviluppati in Nord America e in Europa occidentale dominano a causa di una maggiore ripartizione delle risorse nel settore sanitario rispetto ad altre regioni

• Focus sulla raccolta e gli standard dei metadati: C'è sempre maggiore attenzione alla raccolta sistematica di metadati come la posizione di campionamento, i parametri fisicochimici e altri. insieme a dati di sequenza metagenomica per consentire un'analisi più contestuale. Iniziative come il Genomic Standards Consortium forniscono standard per la raccolta costante di dati meta e fenotipi. Inoltre, database pubblici come MG-RAST hanno imposto standard minimi di metadati per tutti i set di dati presentati. I metadati completi e standardizzati aiutano l'interpretazione biologica e l'analisi della tendenza.
• Sequenziamento a lunga lettura: Le tecnologie di sequenziamento a lunga lettura come il nanopore e PacBio consentono la sequenziamento di geni RRNA a tutta lunghezza 16S e genoma batterici e archeali completi da campioni metagemici. Questo fornisce una risoluzione più fine e una classificazione tassonomica accurata rispetto alle brevi letture. Long legge anche aiutare meglio genoma assemblaggio e annotazione da metagenomi complessi. Con il miglioramento della precisione e del throughput, l'uso di sequenziamento a lungo letto sta aumentando per la metagenomics.
• Soluzioni bioinformatica: I progressi negli strumenti di bioinformatica e i flussi di lavoro per l'analisi metagemica come metaSPAdes, MEGARes, HUMAnN e altri stanno migliorando la profilazione tassonomica e funzionale dai dati di sequenza. Soluzioni basate su cloud come CosmosID, One Codex e altri forniscono un'analisi metagemica facile da usare e rapida per i non esperti. Le soluzioni integrate di campionamento-report stanno migliorando l'adozione tra biologi e clinici. L'analisi automatizzata degli strumenti AI/ML è anche una tendenza emergente.
• Espansione del database: I database del genoma di riferimento richiesti per la classificazione tassonomica e l'annotazione funzionale sono in continua espansione. Iniziative come il progetto Uncultivated Bacteria and Archaea e Hungate Collection sono focalizzate sulla sequenziamento di tipi di ceppi di nuovi microbi per popolare database. Database come IMG, SILVA, GreenGenes, KEGG sono frequentemente aggiornati con nuovi genoma microbici, percorsi funzionali e altri I database più ricchi permettono un'analisi metagemica più accurata.

Mercato Metagenomico Globale Sequencing Insights Regional

• Nord America si prevede di essere il più grande mercato per il mercato del sequenziamento metagenomico durante il periodo di previsione, che rappresenta oltre il 41,3% della quota di mercato nel 2022. La crescita del mercato in Nord America è dovuta alle elevate spese di ricerca e sviluppo (R&D), alla presenza di grandi aziende e alla rapida adozione di tecnologie di sequenziamento avanzate nella regione.
• The Europa Il mercato dovrebbe essere il secondo più grande mercato del mercato del sequenziamento metagenomico, che rappresenta oltre il 28,7% della quota di mercato nel 2022. La crescita del mercato in Europa è dovuta alla disponibilità di finanziamenti per la ricerca e alla presenza di importanti organizzazioni di ricerca metagenomica nella regione.
• The Asia Pacifico Il mercato dovrebbe essere il mercato in crescita più rapida per il mercato del sequenziamento metagenomico, con un CAGR di oltre il 22,6% durante il periodo di previsione. La crescita del mercato in Asia Pacifico è dovuta alla crescente ricerca genomica, alla crescente consapevolezza e al miglioramento delle infrastrutture sanitarie nella regione.

Figura 1. Global Metagenomic Sequencing Market Share (%), Per Regione, 2023

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