На рынок выходит дешифратор днк ввиде usb-флэшки
В Англии создан самый маленький непроизвольный расшифровщик генома в мире. Он покажется на прилавках уже в этом году, причём — с достаточно привлекательным ценником.
А компанию ему составит не меньше увлекательный ДНК-анализатор, заключённый в сервере.
Компания Oxford Nanopore Technologies представила миниатюрный одноразовый определитель последовательности оснований в молекуле ДНК — MinION.
Всецело независимый приборчик, по размеру чуть больше памяти-флэшки, подключается к USB-порту ноутбука либо ПК. Он содержит все элементы, нужные для полного секвенирования генома: микропотоковые совокупности, неповторимый сенсор и специальную электронику.
Точность работы новичка – на уровне существующих совокупностей секвенирования, утверждают создатели прибора (фото Oxford Nanopore Technologies).
Аппарат создаёт прямое считывание «букв» ДНК и в настоящем времени отражает их на экране, и записывает в память компьютера.
Исследователи смогут заблаговременно выяснить, какой количество информации им нужен для целей того либо иного опыта, либо какой фрагмент генетического кода они ищут, и прекратить расшифровку сходу по достижении результата, дабы скоро перейти к новому опыту.
Подготовка образцов для совокупности MinION также не требует громадных упрочнений. Прибор трудится с двухцепочечной ДНК, причём ему не нужно предварительная амплификация.
В некоторых случаях сенсор может выделить молекулу сразу же из пробы крови либо сыворотки, а время от времени может пригодиться маленькая предварительная обработка смеси.
Ещё занимательнее, что прибор MinION есть побочным проектом, появившимся при создании более большой и замечательной многоразовой совокупности секвенирования — GridION. Обе применяют одну разработку расшифровки генома, над которой несколько биохимиков из Британии и США трудилась около 20 лет (полагая от появления обнажённой идеи).
В базе механизма лежит полимерная мембрана со встроенными нанопорами. Эта часть прибора взята комбинацией натуральных (белки) и синтетических молекул.
Нанопоры в мембране спроектированы так, дабы пропускать строго определённые молекулы (иллюстрация Oxford Nanopore Technologies).
Специально разработанный фермент, додаваемый в раствор с пробой, подхватывает молекулу ДНК и последовательно продавливает её через пору, как через фильеру (смотрите рисунок вверху).
Сейчас подключённая к поре электронная схема фиксирует электрические колебания. По их своеобразному профилю аппарат вычисляет каждую прошедшую базисную несколько, причём с высокой точностью кроме того для весьма долгих фрагментов «молекулы судьбы».
Протеиновая нанопора в мембране.
Через неё идёт ионный ток, в котором появляются «перебои», различающиеся в зависимости от вида проходящих через эти «ворота» молекул. По степени отклонения тока электроника идентифицирует базисные основания ДНК (иллюстрация Oxford Nanopore Technologies).
В отличие от собственного маленького собрата совокупность GridION представляет собой что-то наподобие комплекса серверов-дешифраторов (компания именует их узлами — GridION node).
Любой таковой узел имеет слот для одноразового картриджа. Последний содержит целый комплект реагентов, нужных для полного анализа ДНК, и фактически чип-анализатор с двумя тысячами обрисованных выше нанопор.
Узел GridION node с высокой точностью измеряет ионные токи в чипа, расшифровывает их и выводит на дисплей итог секвенирования. Параллельно последовательность генетического кода записывается на внешний жёсткий диск либо второй компьютер (через USB либо Сеть).
За день один GridION node способен выдать десятки гигабайт данных по последовательности оснований в изученных ДНК.
Аппарат GridION возможно настроен на поиск не только в примере и анализ ДНК, но и других молекул – нужных учёным белков либо, например, взрывчатых соединений (иллюстрация Oxford Nanopore Technologies).
Не смотря на то, что «сервер» GridION node способен трудиться как независимое настольное оборудование, самый впечатляющий итог достигается, в то время, когда пара таких аппаратов объединяются в серверную стойку (стандартной ширины 19 дюймов) и действуют согласованно, обмениваясь данными прямо на протяжении декодирования.
(Кстати, разъёмы и размеры GridION node соответствуют простому серверу.)
Картриджи для GridION (фотографии Oxford Nanopore Technologies).
В 2013 году обязана выйти версия GridION node уже на 8000 нанопор, и она обязана трудиться стремительнее предшествующей модели.
По данным разработчиков, 20 таких автомобилей в одной серверной стойке смогут декодировать целый геном того либо иного человека всего за четверть часа.
Оба аппарата, и GridION (в первой версии), и поразительный MinION, намечено выпустить на рынок в 2012 году. Изготовитель собирается установить конкурентоспособные стоимости, в сравнении с самыми последними разработками скоростной расшифровки генома.
В частности, «секвенсор ДНК — флэшка» будет стоить менее $900, передаёт Technology Review.
«Сервер» GridION node и комплект таких узлов в серверной стойке. Один GridION node потребляет менее 50 ватт мощности, подчёркивает компания одно из преимуществ аппарата (иллюстрации Oxford Nanopore Technologies).
Тут необходимо отыскать в памяти, что чуть больше года назад американская компания Life Technologies представила настольный персональный расшифровщик генома Personal Genome Machine, стоящий менее $100 тысяч.
Принцип, примёнённый в нём, отличается от разработки GridION, но имеется и неспециализированная черта: для автоматизированного секвенирования учёные также создали микрочип, сочетающий в себе электронику с химией.
В январе 2012 года Life Technologies (вернее, её дочерняя компания Ion Torrent) продемонстрировала собственную новую модель дешифратора генома называющиеся Ion Proton. Эта машина оценена уже в $149 тысяч, но чип-анализатор, прячущийся внутри, в 1000 раз более замечательный, чем прошлый пример.
Аппарат Ion Proton способен прочесть полный геном человека за один сутки при стоимости «расходников» в $1 тысячу (фото Ion Torrent Systems/Life Technologies).
Все упомянутые аппараты должны устранить, как говорят учёные, одно из узких мест в целом последовательности биологических и медицинских изучений – медленное декодирование генома.
Сейчас такую задачу смогут брать на себя относительно небольшие лаборатории, а при с расшифровщиком-флэшкой возможно заявить, что разработка декодирования ДНК находится на пороге того, дабы прийти чуть ли не в любой дом, подобно тому, как на данный момент люди самостоятельно разбирают содержание сахара в крови.
