РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

Революция в коробочке: Генотип по-быстрому

Компактный прибор, внешне напоминающий карточку флеш-памяти, грозит настоящей революцией в медицине, ведь это – миниатюрный секвенатор, способный быстро выявить присутствие в пробе не слишком сложных геномов, например, вирусных или бактериальных.
Тэги:
РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

Устройство, представленное британской компанией Oxford Nanopore Technologies, называется MinION — и судя по всему, оно может стать действительно революционным в целом ряде областей. С его помощью онколог сможет достоверно и быстро проверить образец ткани на наличие генетических маркеров рака, инфекционист — обнаружить наличие патогенных микробов, а археолог — прямо на месте идентифицировать видовую принадлежность крохотного фрагмента кости.

По крайней мере, в ходе публичной презентации MinION, состоявшейся недавно на конференции AGBT во Флориде, разработчики наглядно продемонстрировали его возможности, успешно секвенировав геном бактериофага ΦX174, состоящий из приблизительно 5 тыс. нуклеотидных пар. Само действо было во многом символично, ведь в конце 1970-х именно этот вирус стал первым организмом, ДНК которого было от начала до конца секвенирована — т. е., была установлена полная последовательность его нуклеотидов. Тем самым авторы не только показали возможности своей разработки, но и подчеркнули, что она открывает весьма широкие ворота для будущего: ведь если некогда вообще все началось с этого простого генома, а сегодня продолжается полным секвенированием генома высших организмов, включая человека, то и MinION обещает перспективы не меньшие.

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ
РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

Пока же для более крупных геномов разработчики Oxford Nanopore предлагают не столь портативное устройство GridION, работающее, однако, на тех же — довольно необычных — принципах. В инструментах этих ДНК помещается в раствор, содержащий белки, связывающиеся к концам обеих ее нитей. Затем к раствору подводится слабый ток, и заряженные белки увлекают связанные нити ДНК к одному из электродов, сквозь специальную мембрану, содержащую множество пор диаметром около 10 мкм.

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

Поры эти изнутри содержат модифицированный белок альфа-гемолизин (AHL), бактериальный токсин, структура которого напоминает полую воронку с минимальным диаметром всего 10 нм. Взаимодействуя с AHL, исходные белки начинают разворачивать двойную спираль ДНК, и одна из ее нитей, как нитка сквозь игольное ушко, проходит сквозь внутреннюю полость в AHL. Нить движется строго постепенно, один нуклеотидный остаток за другим, причем нуклеотидные остатки разных видов слегка по-разному влияют на ток, проходящий сквозь конкретную мембрану в конкретный момент времени. Это и позволяет определить их последовательность в нити ДНК.

Этот подход намного проще принятых сегодня повсеместно процедур секвенирования. Он не требует предварительной амплификации ДНК — т. е., «размножения» ее молекул до большого числа копий, процесса, требующего больших временных затрат. Не требуется и разрывать цепочку для проведения анализа на мелкие фрагменты — он позволяет секвенировать ДНК длиной до 10 тыс. нуклеотидных остатков, что минимум на порядок больше, чем у существующих методов. Можно сказать, генетическая последовательность просто считывается, как символы на старинной телеграфной ленте.

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ
РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

Стоит сказать, что разработчикам из Oxford Nanopore Technologies не удастся обойтись без мощных конкурентов. На той же конференции AGBT известный ученый и бизнесмен Джонатан Ротберг (Jonathan Rothberg) объявил о том, что его собственная компания Ion Torrent уже в ближайшее время представит секвенатор невероятной мощности. По уверениям Ротберга, устройство Ion Proton сможет идентифицировать всю последовательность генома человека за 2 часа работы и не более тысячи долларов! Вспомним, что на эту работу в рамках проекта «Геном человека» еще несколько назад было потрачено более десяти лет.

Впрочем, в Oxford Nanopore Technologies не унывают: их GridION тоже способен на подобное, а MinION и создается не для этого. Он предназначен для получения быстрых результатов в «полевых» условиях, для идентификации патогенов или выявления опасных мутаций. При этом каждый MinION обойдется покупателям не более чем в 900 долларов. Ждем революций!

Загрузка статьи...