На рынок выходит дешифратор ДНК в виде USB-флэшки

Автор:
LK-4D4
Печать
дата:
21 февраля 2012 12:29
Просмотров:
3532
Комментариев:
9
В Великобритании создан самый крошечный автоматический расшифровщик генома в мире. Он появится на прилавках уже в нынешнем году, причём — с довольно привлекательным ценником. А компанию ему составит не менее интересный ДНК-анализатор, заключённый в сервере.

На рынок выходит дешифратор ДНК в виде USB-флэшки

USB-секвенсор ДНК радикально упрощает расшифровку генома на всех этапах – от подготовки образца самой ДНК до получения результата (фото Oxford Nanopore Technologies).


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.

На рынок выходит дешифратор ДНК в виде USB-флэшки

Точность работы новичка – на уровне существующих систем секвенирования, утверждают создатели прибора (фото Oxford Nanopore Technologies).


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 объём 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, причём 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.

Ещё 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.

На рынок выходит дешифратор ДНК в виде USB-флэшки

Нанопоры в мембране спроектированы так, чтобы пропускать строго определённые молекулы (иллюстрация Oxford Nanopore Technologies).


Специально разработанный фермент, добавляемый в раствор с пробой, подхватывает молекулу ДНК и последовательно продавливает её через пору, как через фильеру (смотрите рисунок вверху).

В это время подключённая к поре электронная схема фиксирует электрические колебания. По их специфическому профилю аппарат вычисляет каждую прошедшую базовую пару, причём с высокой точностью даже для очень длинных фрагментов «молекулы жизни».

На рынок выходит дешифратор ДНК в виде USB-флэшки

Белковая нанопора в мембране. Через неё идёт ионный ток, в котором возникают «перебои», различающиеся в зависимости от вида проходящих через эти «ворота» молекул. По степени отклонения тока электроника идентифицирует базовые основания ДНК (иллюстрация Oxford Nanopore Technologies).


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 жёсткий диск или другой компьютер (через USB или Сеть).

За сутки один GridION node способен выдать десятки гигабайт данных по последовательности оснований в изученных ДНК.

На рынок выходит дешифратор ДНК в виде USB-флэшки

Аппарат GridION может быть настроен на поиск не только в образце и анализ ДНК, но и других молекул – нужных учёным белков или, к примеру, взрывчатых соединений (иллюстрация Oxford Nanopore Technologies).


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.

(Кстати, размеры и разъёмы GridION node соответствуют обычному серверу.)

На рынок выходит дешифратор ДНК в виде USB-флэшки

Картриджи для GridION (фотографии Oxford Nanopore Technologies).


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.

Чтобы смотреть видео установите Flash Player и включите поддержку JavaScript.


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, передаёт Technology Review.

На рынок выходит дешифратор ДНК в виде USB-флэшки

«Сервер» GridION node и набор таких узлов в серверной стойке. Один GridION node потребляет менее 50 ватт мощности, подчёркивает компания одно из преимуществ аппарата (иллюстрации Oxford Nanopore Technologies).


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, примёнённый в нём, отличается от технологии GridION, но есть и общая черта: для автоматизированного секвенирования учёные тоже разработали микрочип, сочетающий в себе электронику с химией.

В январе 2012 года Life Technologies (вернее, её 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.

На рынок выходит дешифратор ДНК в виде USB-флэшки

Аппарат Ion Proton способен прочитать полный геном человека за один день 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 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.

Леонид Попов

2 не понравился
35 понравился пост
 
Незарегистрированные посетители не могут оценивать посты
 
 
 
 

 
 
 
 

Комментарии

 
 

 
 
 
Delorean
Дата:
(21 февраля 2012 13:12)
#1
Круто, теперь можно будет бэкапиться biggrin
Томская область > Северск [ссылка]
2 / 0
 
 
 
 
 
 
ufo
Дата:
(21 февраля 2012 14:14)
#2
А на компе, к которому девайс подключен явно виднеется линукс!
 
Смешно, как тужатся мыслители -
то громогласно, то бесшумно -
забыв, что разум недействителен,
когда действительность безумна.

Игорь Губерман
Томск [ссылка]
1 / 0
 
 
 
 
 
 
AlexSN
Дата:
(21 февраля 2012 16:31)
#3
Цитата: ufo
А на компе, к которому девайс подключен явно виднеется линукс!


MacOS SnowLeopard
(sic!)
Томск [ссылка]
1 / 0
 
 
 
 
 
 
RPGD
Дата:
(21 февраля 2012 17:22)
#4
Чет я не понял зачем она простому люду?
Томск [ссылка]
1 / 0
 
 
 
 
 
 
Мое мнени.
Дата:
(21 февраля 2012 19:54)
#5
Цитата: RPGD
Чет я не понял зачем она простому люду?

А зачем зеркалка простому люду?) (Думаю вы поняли аналогию)
 
Я сделан из мяса, меня не исправить кирпичом. Рожденный в танке, я сгибаю лопату гвоздём.

Моё мнени. - мой ник демотиватор на отношение к мнению другого человека. Вроде ты хочешь, что то рассказать, а тебе уже затыкают рот и ставят точку...(поэтому фраза и не дописана)
Ханты-Мансийский автономный округ > Сургут [ссылка]
0 / 0
 
 
 
 
 
 
GIA_CARANGI
Дата:
(21 февраля 2012 20:00)
#6
ufo,
потому что вся Европа на линуксе,ибо бесплатный он.а за пиратку там жестко карают.
Томск [ссылка]
0 / 1
 
 
 
 
 
 
ponch
Дата:
(21 февраля 2012 22:08)
#7
RPGD,
+1 я тоже не понял для чего это.
МоеВ мнени.,
и причем тут зеркало?
Томск [ссылка]
0 / 0
 
 
 
 
 
 
Мое мнени.
Дата:
(21 февраля 2012 22:21)
#8
Цитата: ponch
МоеВВ мнени.,
и причем тут зеркало?

При том, что людям навязывают что это нужно - и они покупают - хотя чуть ли не 80% населения хватило бы и мыльницы...смекаешь?
 
Я сделан из мяса, меня не исправить кирпичом. Рожденный в танке, я сгибаю лопату гвоздём.

Моё мнени. - мой ник демотиватор на отношение к мнению другого человека. Вроде ты хочешь, что то рассказать, а тебе уже затыкают рот и ставят точку...(поэтому фраза и не дописана)
Ханты-Мансийский автономный округ > Сургут [ссылка]
0 / 0
 
 
 
 
 
 
ctradivari
Дата:
(21 февраля 2012 23:07)
#9
GIA_CARANGI, из Европы с приветом лови -
 
будущее нас рассудит ...
[ссылка]
0 / 5
 
 
 

 
 
 
 
 
 
 
 

Информация

 
 
 
 
 
 
 
 
 

Оставлять свои CRAZY комментарии могут только зарегистрированные пользователи.
Пожалуйста пройдите простую процедуру регистрации или авторизируйтесь под своим логином. Также вы можете войти на сайт, используя существующий профиль в социальных сетях (Вконтакте, Одноклассники, Facebook, Twitter и другие)

 
 
 
 
 
Наверх