Компания Oxford Nanopore представила новую версию ДНК-анализатора MinION. Его размеры составляют всего десять сантиметров в длину, а потребляемая мощность не превышает двух с половиной ватт, что разрешает прибору приобретать питание от порта USB.

Во второй половине 80-ых годов XX века биофизик Дэвид Димер (David Deamer) сделал эскиз концептуально новой методики для расшифровки ДНК, которая опередила собственное время. Практически в будущем году по окончании изобретения Димера начался самый грандиозный проект современной генетики, в котором употреблялись совсем иные подходы. Интернациональная программа «Геном человека» заняла тринадцати лет.

Для её реализации шесть государств израсходовали более чем $3 млрд.

Смотрите кроме этого: Интернет — скоростной распространитель зла, — РПЦ

Митрополит Калужский и Боровский Климент объявил, что в Русской православной церкви скоростной интернет принимают в качестве распространителя зла. Он утвержает, что основное воздействие интернета содержится в его быстроте, следовательно, всё нехорошее, что имеется в нём, кроме этого появляется и распространяется с громадной скоростью. Митрополит уверен в том, что глобальная паутина представляет собой передачи информации и технологию аккумулирования и не есть олицетворением полного зла.

Лишь спустя двадцать три года по окончании зарисовки идеи компания Oxford Nanopore смогла воплотить её в виде портативного прибора MinION. При всех очевидных плюсах его точность не превышала 80%, что не разрешало применять устройство в клинической практике без многократных перепроверок.

ДНК-анализатор MinION (фото: tgac.ac.uk).

Разработка компактных анализаторов велась в течении десяти лет. За это время компания привлекла инвестиции на сумму около $292 млн. По окончании двухлетней доработки прибора его скорость и точность значительно повысили.

Она всё ещё меньше, чем у сертифицированных лабораторных установок размером со шкаф, но уже в полной мере пригодна для многих практических применений.

Портативный секвенсор возможно нужен для скрининга биоматериалов, забранных с места правонарушения, либо определения штаммов в разгар эпидемии. Новый MinION станет не просто очередным, а самым миниатюрным и правильным среди всех аналогичных устройств. Уже разрабатывается его более производительная версия PromethION с сотней тысяч нанопор, через каковые будет в один момент проходить размноженная ДНК.

Сейчас лаборатории справляются с задачей полного секвенирования генома в течении 24 часов. Для этого употребляются различные способы, отличающиеся скоростью, процентом и себестоимостью неточностей. Но в общем случае употребляются дорогие установки внушительных размеров и множество реактивов.

Исходя из этого полный анализ ДНК тяжело назвать популярной услугой, а персонализированная медицина так и остаётся мечтой о ярком будущем.

Портативный ДНК-анализатор MinION (фото: mqgenomics.blogspot.com).

В отличие от них громоздких устройств, MinION создан в соответствии с концепции «лаборатория-на-чипе». Распознавание нуклеотидов в нём осуществляется напрямую. По мере того, как молекула нуклеиновой кислоты проходит через нанопоры мембраны, изменяется её электрическое сопротивление и потенциал.

В первом приближении возможно заявить, что величина их трансформаций соответствуют тому, какой нуклеотид находится в поре на данный момент, и какой был до него.

Мысль пропускать ДНК через небольшие поры для определения последовательности нукледотидов появилась у Димера на протяжении работы над неестественными клетками. Он поведал её сотрудникам, пояснив, что нуклеотиды будут поменять электрическое состояние мембраны, которое возможно считывать.

«Множество умных людей сообщили тогда, что это технически нереально, – вспоминает начотдела геномики Национального университета генома человека штата Мэриленд Джеффри Шлосс (Jeffrey Schloss). – Как мы видим на данный момент, они ошибались. Сейчас целый вопрос в том, как улучшить методику для применения на практике».

Бета-версия программы MinKNOW для ДНК-секвенсора MinION (фото: mqgenomics.blogspot.com).

Благодаря усовершенствованной методике нанопорового секвенирования сейчас определение последовательности нуклеотидов в ДНК либо РНК возможно делать на персональном приборе размером меньше смартфона. Расшифровка вирусных геномов происходит на нём фактически мгновенно. На исследование генома прокариот требуется около 60 секунд, а человеческий геном секвенируется пара часов.

Данной в осеннюю пору Oxford Nanopore разослала пятьсот тестовых экземпляров устройства в партнёрские организации и аффилированные лаборатории. По словам Марка Эксона (Mark Akeson), трудившегося над созданием секвенсора вместе с Димером, скорость его доработки была большой. Первые отзывы пришли в июне.

За прошедшие два с половиной месяца компания сделала две новых версии прототипа.

Один из них был протестирован в Рослинском университете, где во второй половине 90-ых годов двадцатого века Ян Вилмут клонировал овцу Долли. Научный сотрудник лаборатории биоинформатики Мик Уотсон (Mick Watson) высоко оценил возможности способа: «Нанопоровое секвенирование имеет нужный потенциал чтобы стать революционной разработкой, которая будет господствовать на рынке много лет», – написал он в комментариях к отзыву.

Прототип ДНК-анализатора MinION в Ланкастерском университете (фото: Nikki Copeland).

на данный момент отмечается стремительное повышение спроса на скоростные анализаторы ДНК. Кроме научно-исследовательских лабораторий они употребляются в частных и медицинских центрах компаниях. Наряду с этим фактически везде стоит оборудование одной компании – Illumina.

Эта компания из Сан-Диего довела в текущем году собственную рыночную долю до 90%, и переместить её с пьедестала будет очень тяжело.

Текущая точность секвенсоров Illumina оценивается в 99,9%. Неточности появляются из-за применения в способе SBS (sequencing by synthesis) маленьких фрагментов ДНК – до трёхсот пар оснований за одно прочтение. Информацию о каждом участке объединяют с неспециализированную базу, а исходная последовательность ДНК восстанавливается за счёт избыточности данных как громадный пазл. Кое-какие части данной мозаики иногда выпадают, что делает неспециализированную картину неполной.

К тому же, точность способа SBS считается высокой, а его себестоимость получается самой низкой – всего десять центов за любой миллион пар оснований.

Одна из самые популярных совокупностей секвенирования HiSeq 2500 (фото: illumina.com).

Применяемый в портативных анализаторах подход основан на чтении долгих последовательностей ДНК. В данной методике протяженность фрагментов достигает семидесяти девяти тысяч пар нуклеотидов, что можно считать необычным рекордом. Расчёты себестоимости затрат для неё пока не опубликованы, но они очевидно будут самыми низкими.

Так как в этом случае для анализа не требуются реактивы, ручные манипуляции а также предварительная подготовка нуклеиновых кислот.

Помещение исследуемого примера в секвенсор minION (фото: technologyreview.com).

Несколько лет назад швейцарская фармацевтическая компания Хоффманн-Ля Рош бесполезно пробовала купить Illumina, в то время, когда она лишь начинала собственный стремительный рост.

на данный момент подразделение Roche Diagnostics отказалось от данной идеи совершает ставку на другие разработки. Оно инвестирует в компании, занимающиеся развитием нанопорового секвенирования – такие как Stratos Genomics и биотехнологическое подразделение Hitachi.

Небольшие стартапы, трудящиеся в этом направлении, удачнее скупить. Последним приобретением стала Genia Technologies, цена которой ($125 млн) согласно расчетам аналитиков возвратится сторицей в ближайщее время.

Компания Oxford Nanopore пока не планирует продавать собственные активы и готовит настоящую революцию. Её главным козырем станет его компактность и цена устройства. «По габаритам это уже не шкаф а также не ящик. Мы можем скоро послать тысячи таких устройств через FedEx куда угодно», – комментирует Эксон.

Цена на устройство станет ещё одним сюрпризом. Официально она пока не озвучена, но исследователь из Университета Бирмингема Ник Ломан (Nick Loman) сказал, что его лаборатория заплатила около тысячи долларов за любой прототип. Для сравнения: анализатор HiSeq 2500 от Illumina стоит около миллиона долларов.

Создатель: Андрей Васильков

Случайная статья:

• Бюджетный комплект видеонаблюдения для наружного использования
• Лазерные фары концепта bmw i8

Despicable Me 2 — Minion Rush : Santa Minion Costume Upgrade And Stage 1 Reward !

Похожие статьи:

• Huawei mate 10, по слухам, получит подобную samsung dex функциональность

  Samsung, быть может, сами того не подозревая возродили идею «Телефон как ПК» со своей платформой DeX, и, наверное, тем самым вдохновили другого OEM…

• Обзор портативного фотопринтера lg pocket photo pd233: мал золотник и дорог

  Под словом “фотопринтер” сложно представить устройство, которое может поместиться на ладони и по весу неподалеку ушло от смартфонов. Однако, в LG уверены…

• Обзор портативной колонки monoprice cradle bluetooth nfc

  Привет Geektimes!Мы знакомим вас с гаджетами американской компании Monoprice, дистрибьюторами которой есть наша фирма SOUND4YOU. Сейчас обращение будет…