ГЕМАТОЛОГИЯ.ру

Гематология.ру информирует

12 марта 2012 г.

На рынок выходит дешифратор ДНК в виде USB-флэшки

автоматический дешифратор ДНК в виде USB-флэшки В Великобритании создан самый крошечный автоматический расшифровщик генома в мире. Он появится на прилавках уже в нынешнем году, причем – с довольно привлекательным ценником. А компанию ему составит не менее интересный ДНК-анализатор, заключенный в сервере.

Компания Oxford Nanopore Technologies представила миниатюрный одноразовый определитель последовательности оснований в молекуле ДНК – MinION. Полностью автономный приборчик, по размеру чуть крупнее памяти-флэшки, подключается к USB-порту ноутбука или ПК. Он содержит все элементы, необходимые для полного секвенирования генома: микропотоковые системы, уникальный сенсор и специализированную электронику.

Аппарат производит прямое считывание «букв» ДНК и в реальном времени отражает их на экране, а также записывает в память компьютера.

Исследователи могут заранее определить, какой объем информации им нужен для целей того или иного опыта, или какой фрагмент генетического кода они ищут, и прекратить расшифровку сразу по достижении результата, чтобы быстро перейти к новому эксперименту.

Подготовка образцов для системы MinION тоже не требует больших усилий. Прибор работает с двухцепочечной ДНК, причем ему не требуется предварительная амплификация. В некоторых случаях сенсор может выделить молекулу сразу же из пробы крови или сыворотки, а иногда может понадобиться небольшая предварительная обработка смеси.

Еще интереснее, что прибор MinION является побочным проектом, родившимся при создании более крупной и мощной многоразовой системы секвенирования – GridION. Обе используют одну технологию расшифровки генома, над которой группа биохимиков из Британии и США работала около 20 лет (считая от появления голой идеи).

В основе механизма лежит полимерная мембрана со встроенными нанопорами. Эта часть прибора получена комбинацией натуральных (белки) и синтетических молекул.

Специально разработанный фермент, добавляемый в раствор с пробой, подхватывает молекулу ДНК и последовательно продавливает ее через пору, как через фильеру. В это время подключенная к поре электронная схема фиксирует электрические колебания. По их специфическому профилю аппарат вычисляет каждую прошедшую базовую пару, причем с высокой точностью даже для очень длинных фрагментов «молекулы жизни».

В отличие от своего крохотного собрата, система GridION представляет собой нечто вроде комплекса серверов-дешифраторов (компания называет их узлами – GridION node). Каждый такой узел имеет слот для одноразового картриджа. Последний содержит весь набор реагентов, необходимых для полного анализа ДНК, и собственно чип-анализатор с двумя тысячами описанных выше нанопор. Узел GridION node с высокой точностью измеряет ионные токи внутри чипа, расшифровывает их и выводит на дисплей результат секвенирования. Параллельно последовательность генетического кода записывается на внешний жесткий диск или другой компьютер (через USB или сеть). За сутки один GridION node способен выдать десятки гигабайт данных по последовательности оснований в изученных ДНК.

Система GridION

Хотя «сервер» GridION node способен работать как самостоятельное настольное оборудование, наиболее впечатляющий результат достигается, когда несколько таких аппаратов объединяются в серверную стойку (стандартной ширины 19 дюймов) и действуют согласованно, обмениваясь данными прямо в ходе декодирования.

В 2013 году должна выйти версия GridION node уже на 8000 нанопор, и она должна работать быстрее предшествующей модели. По информации разработчиков, 20 таких машин в одной серверной стойке смогут декодировать весь геном того или иного человека всего за 15 минут.

Оба аппарата – и GridION (в первой версии), и поразительный MinION – намечено выпустить на рынок в 2012 году. Изготовитель намерен установить конкурентоспособные цены, в сравнении с самыми последними технологиями скоростной расшифровки генома. В частности, «секвенсор ДНК – флэшка» будет стоить менее $900, передает Technology Review.

Тут нужно вспомнить, что чуть больше года назад американская компания Life Technologies представила настольный персональный расшифровщик генома Personal Genome Machine, стоящий менее $100 тысяч. Принцип, примененный в нем, отличается от технологии GridION, но есть и общая черта: для автоматизированного секвенирования ученые тоже разработали микрочип, сочетающий в себе электронику с химией.

Дешифратор генома Ion Proton В январе 2012 года Life Technologies (вернее, ее дочерняя фирма Ion Torrent) показала свою новую модель дешифратора генома под названием Ion Proton. Эта машина оценена уже в $149 тысяч, но зато чип-анализатор, скрывающийся внутри, в 1000 раз более мощный, чем прежний образец.

Аппарат Ion Proton способен прочитать полный геном человека за один день при стоимости «расходников» в $1 тысячу.


Все упомянутые аппараты должны устранить, как говорят ученые, одно из узких мест в целом ряде биологических и медицинских исследований – медленное декодирование генома. Теперь такую задачу могут брать на себя сравнительно мелкие лаборатории, а в случае с расшифровщиком-флэшкой можно сказать, что технология декодирования ДНК находится на пороге того, чтобы прийти чуть ли не в каждый дом, подобно тому, как сейчас люди самостоятельно анализируют содержание сахара в крови.

Источник: «Мембрана»

ТЕЛЕФОН БЕСПЛАТНОЙ ПСИХОЛОГИЧЕСКОЙ ПОМОЩИ НАСЕЛЕНИЮ

Участники проекта:

ОНКОЛОГИЯ.ру – профессиональный ресурс для специалистов-онкологов Портал для пациентов, их родственников и близких Cайт для врачей по проблемам онкогематологии-СПИД проф. Пивника А.В. Журнал КЛИНИЧЕСКАЯ ОНКОГЕМАТОЛОГИЯ Журнал ОНКОГЕМАТОЛОГИЯ Журнал ВОПРОСЫ ГЕМАТОЛОГИИ/ОНКОЛОГИИ И ИММУНОПАТОЛОГИИ В ПЕДИАТРИИ