개요
세계의 유전자 발현 분석(GEA, Gene Expression Analysis) 시장은 2022년에 45억 달러에서, 2023-2030년 예측 기간 동안 CAGR 8.7%로 성장하여 2030년에는 86억 달러에 이를 것으로 예측됩니다.
유전자 발현 분석은 유전자가 어떻게 전사되어 기능성 유전자 산물, 기능성 RNA 종 또는 단백질 산물을 합성하는지를 연구하는 학문입니다. 유전자 조절 연구는 분화 및 비정상적 또는 병리학적 과정과 같은 정상적인 세포 과정에 대한 통찰력을 제공합니다. 유전자 발현 분석은 정상적인 생물학적 및 질병 과정에서의 차별적 유전자 발현의 역할과 바이오마커 시그니처의 식별 및 검증에 대한 귀중한 통찰력을 제공합니다.
실시간 PCR은 차별적 유전자 발현 프로파일을 검증하는 데 있어 가장 표준적인 기술입니다. 차세대 시퀀싱을 통한 전사체 시퀀싱은 가설 중립적 접근법을 사용하여 차별적으로 발현되는 유전자를 발견할 수 있게 해줍니다. 유전자 발현 프로파일링의 발전은 더 나은 결과로 이어집니다.
또한 레이저 캡처 미세 해부(LCM)와 마이크로어레이 기술은 유전자 발현 연구에 차세대 혁명을 일으키고 있습니다. 인공 지능과 머신 러닝의 통합은 전체 절차 동안 정확한 데이터를 제공하도록 로그를 훈련시켜 더 나은 결과를 제공합니다. 이것이 향후 시장을 주도 할 것으로 예상되는 요소입니다.
역학
증가하는 기술 발전
NGS 및 분자 서비스와 같은 기술 발전이 증가함에 따라 유전자 발현 서비스에 대한 수요가 증가하고 있습니다. 또한 게놈 데이터베이스의 개발, 게놈학에 대한 정부 자금 지원 증가, 개인 맞춤 의학 성장이 시장을 주도 할 가능성이 높습니다. 유전체학에 대한 정부 자금 지원 증가는 유전자 발현 분석 시장의 발전을 이끄는 주요 요인 중 하나입니다.
2023년 3월, Illumina는 임상 차세대 시퀀싱(NGS) 데이터에 대한 3차 분석을 제공하는 클라우드 기반 소프트웨어인 커넥티드 인사이트(Connected Insights)를 새롭게 출시했습니다. 커넥티드 인사이트는 NGS 애플리케이션 전반에서 발견 속도에 따라 확장되는 완전히 통합된 소프트웨어 에코시스템을 구축하기 위한 다음 단계입니다.
인공지능(AI) 통합
유전자 변이에 대한 전체 게놈 시퀀싱과 유전자 발현에 대한 RNA-seq 및 마이크로어레이를 사용한 통계 및 예측 분석에 AI/ML 알고리즘을 적용하면 결과가 정확하고 프로파일링에 대한 신뢰성이 높아지기 때문에 최근에는 AI/ML 알고리즘을 적용하는 것이 관찰되고 있습니다. 유전자 발현 마이크로어레이 데이터에서는 유전자 선택 접근법과 같은 머신러닝 기반 특징 선택 접근법이 풀에서 필요한 유전자를 선택하는 데 도움이 될 것입니다.
2023년 6월 1일, DNA 시퀀싱 및 어레이 기반 기술 분야의 글로벌 리더인 Illumina는 환자의 질병을 유발하는 유전자 변이를 전례 없는 정확도로 예측하는 새로운 인공지능(AI) 알고리즘인 PrimateAI-3D를 출시했습니다. PrimateAI-3D는 개인 맞춤형 게놈 의학을 성공적으로 구현하기 위해 직면한 중요한 과제를 해결합니다. 또한 유전적 위험 예측의 정확도를 크게 향상시켰습니다.
유전자 발현 프로파일링의 높은 비용
시퀀싱과 관련된 높은 비용은 지난 10년간 시장 성장에 큰 걸림돌로 작용했습니다. 2003년, 인간 게놈 프로젝트에서 최초로 인간 게놈을 시퀀싱하는 데 약 27억 달러의 자금이 필요했습니다. 그러나 시퀀싱과 관련된 속도를 높이고 비용을 절감하기 위해 유전체학 분야에서 여러 가지 기술 개발이 이루어졌습니다.
미국 국립 인간 게놈 연구소(NHGRI)는 수년 동안 다양한 자금 지원을 받은 게놈 시퀀싱 센터의 시퀀싱 비용을 추적하여 인간 게놈 프로젝트 이후 몇 년 동안의 게놈 시퀀싱 비용을 추정했습니다. 이 데이터를 바탕으로 NHGRI는 2006년에는 완성된 인간 게놈 서열을 생성하는 데 2,000-2,500만 달러 이상의 비용이 들었을 것으로 추정했지만, 2015년 말에는 고품질의 전체 인간 게놈 서열 초안을 개발하는 데 드는 비용이 1,500달러 이하로 떨어졌습니다. 전체 엑솜 서열을 생성하는 데 드는 비용은 일반적으로 1,000달러 미만이었습니다.
Global Gene Expression Analysis Market reached US$ 4.5 billion in 2022 and is expected to reach US$ 8.6 billion by 2030 growing with a CAGR of 8.7% during the forecast period 2023-2030.
Gene expression analysis is the study of how genes are transcribed to synthesize functional gene products, functional RNA species, or protein products. The study of gene regulation provides insights into normal cellular processes, such as differentiation and abnormal or pathological processes. Gene expression analysis provides valuable insight into the role of differential gene expression in normal biological and disease processes and in the identification and verification of biomarker signatures.
Real-time PCR is the gold-standard technique for the verification of differential gene expression profiles. Transcriptome sequencing by next-generation sequencing enables the discovery of differentially expressed genes using a hypothesis-neutral approach. The advancements in gene expression profiling lead to better outcomes.
Furthermore, the Laser capture microdissection (LCM) and microarray technology are providing the next revolution in the study of gene expression. Integration of artificial intelligence and machine learning give better outcomes as the logarithms are trained to provide accurate data during the entire procedure. These are the factors which are expected to drive the market in the forthcoming period.
The growing technological advancements such as NGS and molecular services are boosting the demand for gene expression services. Additionally, the development of genomic databases, increased government funding for genomics, and personalized medicine growth will likely drive the market. Increasing government funding for genomics is one of the major factors leading to the development of the gene expression analysis market.
In March 2023, Illumina released its new Connected Insights, cloud-based software that provides tertiary analysis for clinical next-generation sequencing (NGS) data. Connected Insights is the next step in creating a fully integrated software ecosystem that scales with the pace of discovery across NGS applications.
Application of AI/ML algorithms for statistical and predictive analyses using whole genome sequencing for gene variants, and RNA-seq and microarrays for gene expression is observed these days as the outcome is accurate and more reliable for profiling. In gene expression microarray data, machine learning-based feature selection approaches like gene selection approaches will help to select the required genes from the pool.
On June 1, 2023, Illumina Inc., a global leader in DNA sequencing and array-based technologies, launched the new PrimateAI-3D, an artificial intelligence (AI) algorithm that predicts with unprecedented accuracy disease-causing genetic mutations in patients. PrimateAI-3D addresses a critical challenge facing the successful implementation of personalized genomic medicine. It also greatly improved the accuracy of genetic risk prediction.
The high cost associated with sequencing posed a significant challenge to market growth in the last decade. In 2003, the first human genome sequenced by the Human Genome Project required ~USD 2.7 billion in funding. However, several technological developments have taken place in the field of genomics, which were aimed at increasing the speed and reducing the expenses associated with sequencing.
The NHGRI (National Human Genome Research Institute, US) has tracked the sequencing costs at its various funded genome sequencing centers for many years and estimated the cost of genome sequencing in the years following the Human Genome Project. Based on this data, the NHGRI estimated that in 2006, it would have likely cost over USD 20-25 million to generate a finished human genome sequence, while by late 2015, the price to develop a high-quality whole human genome sequence draft had fallen below USD 1,500. The cost to generate a whole-exome sequence was generally below USD 1,000.
The global gene expression analysis market is segmented based on product type, technique, application, end-user and region.
RNA Sequencing is expected to hold the largest market share as the technique uses next-generation sequencing (NGS), AI to reveal the presence and quantity of RNA in a biological sample. With the advent of machine learning and other technological advancements, gene expression analysis accuracy has increased.
In March 2023, Alithea Genomics, a Lausanne-based start-up that specializes in high-throughput RNA sequencing, secured a CHF 500,000 Tech Growth loan from the Foundation for Technological Innovation (FIT). RNA sequencing is a valuable tool in biomedical research, allowing scientists to examine gene expression, discover new biomarkers, and develop new drugs. Alithea Genomics aims to address this challenge with its proprietary technology, Bulk RNA Barcoding followed by sequencing (BRB-seq), which can prepare thousands of RNA samples for sequencing in a single tube, unlike standard RNA-seq sample preparation
North America is dominating the global gene expression analysis market, with the United States accounting as the major contributor to the market. The United States spends the most compared to other countries on genomics research, corresponding to 40% of worldwide public funding.
Citizens and taxpayers of several countries have funded much of the research and have expectations about access to the resulting information and knowledge. While access to knowledge gained from all publicly funded research is desired, access is essential for fields that have a broad social impact and stimulate public dialogue. Innovate UK has up to £5 million to support capital investment in equipment that increases the UK's capacity to produce and commercialize genomic analysis technologies.
Most of the major key players are based in North America such as Illumina, Inc., Quest Diagnostics Incorporated, Bio-Rad Laboratories, Thermo Fisher Scientific, Inc., Agilent Technologies, Luminex Corporation, etc. are contributing to making this region the largest shareholder in gene expression analysis market. For instance, in Jan 2022, Illumina Inc. announced a multi-year agreement with Nashville Biosciences LLC to increase medicines development via large-scale genomics and also the formation of clinical-genomic resource that is pre-eminent with the help of Illumina's next-generation sequencing (NGS)
The outbreak of the COVID-19 pandemic in late 2019 created unprecedented challenges for industries worldwide, including the global gene expression analysis market, as countries grappled with lockdowns, supply chain disruptions, and reduced economic activity. The onset of the pandemic in early 2020 led to widespread lockdowns and restrictions, impacting healthcare innovations worldwide. The COVID-19 pandemic severely disrupted global supply chains, affecting the transportation of raw materials to industries.
The focus of research and development efforts shifted during the pandemic, with a significant emphasis on developing vaccines and treatments for COVID-19. This diversion of resources and attention may have temporarily impacted the progress of genetic research and development activities. This has led to delays in the completion of trials and the availability of new diagnostic procedures and therapies, which has affected the market.
The major global players in the gene expression analysis market include: QIAGEN, Merck KGaA, Genscript Biotech Corporation, Bio-Rad Laboratories, Takara Bio Inc., Thermo Fisher Scientific, Inc., Promega Corporation, Agilent Technologies, Lonza Group Ltd., New England Biolabs Inc. among others.
The global gene expression analysis market report would provide approximately 53 tables, 54 figures, and 195 Pages.
LIST NOT EXHAUSTIVE