Современная наука (а часто и медицина) все чаще требуют детального представления о геноме живого организма (а часто и просто пациента). Решается это в ходе секвенирования ДНК — процесса длительного, дорогого и трудоемкого. Если только в очередной раз не помогут нанотехнологии.
Минутка на гены: Сквозь игольное ушко
Схема новой методики, которая может совершить настоящую революцию в секвенировании ДНК

Прототип подобной системы уже запатентовали британские ученые — лет через десять они обещают начать коммерческие продажи средств, позволяющих установить нуклеотидную последовательность ДНК в считаные минуты и буквально за копейки. Пока что для секвенирования ДНК приходится прибегать к весьма непростым и затратным методикам, требующим разрезать ее нить на фрагменты, и шаг за шагом устанавливать всю ее последовательность. Если б можно было проделывать это быстро и дешево, каждый желающий мог бы быстро установить, нет ли у него склонности к ряду заболеваний, а уж исследовательская работа (и работа полицейских) упростилась бы еще заметнее.

В созданном учеными прототипе устройства под воздействием электрического поля нить ДНК на большой скорости «протаскивается», как сквозь угольное ушко, через 50-нанометровое отверстие в кремниевой подложке. По мере того, как одно за другим над поверхностью подложки появляются азотистые основания ДНК — аденин, цитозин, тимин или гуанин — они «считываются» с помощью крохотных электродов, зазор между которыми составляет всего 2 нм. Протекающий между ними ток меняется в зависимости от распределения заряда в проходящем тут же азотистом основании. Компьютер в режиме реального времени анализирует эти изменения — и составляет генную последовательность.

Один из авторов новой технологии Джошуа Эдель (Joshua Edel) говорит: «В сравнении с современными методами, наше устройство делает секвенирование действительно недорогим, оно обойдется в несколько долларов — а сегодня на это может потребоваться и миллион. Пока мы не пробовали его на цельном геноме, но расчеты показывают, что полностью «просканировать» 3156 млн нуклеотидов человеческого генома можно будет за считанные минуты, с высокой надежностью. В принципе, можно будет еще более усовершенствовать инструмент, получив возможность за секунду проходить до 10 млн нуклеотидов, тогда как самые современные методы позволяют за это же время устанавливать последовательность не длиннее 10 нуклеотидов».

Подобный метод, если только авторы исполнят свое обещание и доведут его «до ума», станет серьезным подспорьем и в таком амбициозном и важном проекте, как секвенирование генома всех бактерий, населяющих наше тело. Читайте о нем: «Свои микробы».

По пресс-релизу Imperial College London