Dekoderen af ​​DNA i form af USB-flashdrev

• DNA dekoder som USB-flash

I Storbritannien, det skabte den mindste automatisk dekryptering af genomet i verden. Det vil blive vist på hylderne i år, og - med en attraktiv pris. En virksomhed, han bliver ikke mindre interessant DNA analysator, en fange i serveren.

Dekoderen af ​​DNA i form af USB-flashdrev

Virksomheden Oxford nanopore Technologies indført en miniature engangs determinant sekvens af baser i DNA-molekylet - minion.

Helt selvstændigt priborchik størrelse lidt større hukommelse flash drev, forbundet til USB-porten på en bærbar computer eller PC. Den indeholder alle de elementer, der er nødvendige for en komplet genom-sekventering: mikropotokovye systemet, unikke sensorer og specialiserede elektronik.

Dekoderen af ​​DNA i form af USB-flashdrev

Nøjagtigheden af ​​nybegynder - niveau sekventering af eksisterende systemer, enheden skaberne krav.

Enheden producerer en direkte aflæsning af "bogstaver" af DNA i realtid afspejler dem på skærmen, samt poster i computerens hukommelse.

Forskerne kan bestemme på forhånd, hvor meget information, de har brug for med henblik på en oplevelse, eller et fragment af den genetiske kode, de leder efter og stoppe udskrift fra at opnå det resultat, for hurtigt at gå til et nyt eksperiment.

Klargøring af prøver til Minion systemet også ikke kræver en stor indsats. Indretningen fungerer med en dobbeltstrenget DNA i øvrigt kræver det ikke præ-amplifikation.

I nogle tilfælde kan sensoren skelne straks molekyle fra prøven blod eller serum, og undertiden kan bruge en lille forbehandling blanding.

Mere interessant er, at enheden er Minion sideprojekt, født til at skabe en større, mere kraftfuld genanvendelige systemet sekventering - GridION. Begge bruger den samme teknologi til at dechifrere genomet, hvor en gruppe af biokemikere fra Storbritannien og USA arbejdede i omkring 20 år (regnet fra udseendet af den nøgne idé). Mekanismen er baseret på en polymer membran med indlejrede nano-porer. Denne del af indretningen opnås der en kombination af naturlige (proteiner) og syntetiske molekyler.

Dekoderen af ​​DNA i form af USB-flashdrev

Nanoporer membran udformet til at springe visse strengt molekyle.

En specielt udviklet enzymopløsning blev tilsat til prøven, og opfanger DNA-molekyle sekventielt skubber det gennem poren er gennem en spindedyse (se figuren ovenfor).

På dette tidspunkt er pore forbundet til et elektronisk kredsløb detekterer elektriske svingninger. Ifølge deres særlige profil hver indretning beregner den sidste basepar, og med stor nøjagtighed selv ved meget lange fragmenter "molekyle af liv".

Dekoderen af ​​DNA i form af USB-flashdrev

Proteinet nanopore membran. Efter den går ionstrøm, der forekommer "afbrydelse", som er forskellige afhængigt af typen passerer gennem "gate" molekyler. Ved graden af ​​afbøjning nuværende elektronik identificerer grundlæggende DNA-baser.

I modsætning til sin kollega lille GridION system er en slags server-dekodere kompleks (selskabet kalder deres knuder - GridION node).

Hvert knudepunkt har et stik til en engangspatron. Sidstnævnte omfatter hele sæt af reagenser, der kræves til en fuldstændig analyse af DNA, og den faktiske chip analysator med to tusind nanoporerne beskrevet ovenfor.

Node GridION node præcist at måle ionstrømme inde i chippen, dekoder dem og viser resultatet af sekventering. Parallelt sekvens den genetiske kode er optaget på en ekstern harddisk eller en anden computer (via USB eller netværk). Over en dag GridION node er i stand til at udstede et tocifret antal gigabytes på base sekvensdata på det studerede DNA.

Dekoderen af ​​DNA i form af USB-flashdrev

GridION enhed kan konfigureres til at søge ikke blot prøven og DNA-analyse, men også andre molekyler - scientist relevante proteiner eller for eksempel eksplosive forbindelser.

Selv om "server" GridION node kan fungere som en enkeltstående desktop udstyr, er det mest slående resultat opnås, når flere sådanne indretninger er kombineret i en server rack (standard bredde på 19 inches) og virker sammen, udveksle data direkte under dekodning.

(Af den måde, dimensionerne og stik GridION node svarer til den fælles server.)

Dekoderen af ​​DNA i form af USB-flashdrev

for GridION patroner.

2013-versionen udkommer GridION knude allerede i 8000 den nanopore, og det bør arbejde hurtigere end den tidligere model.

Ifølge udviklerne, vil 20 af disse maskiner i en server rack kunne afkode hele genomet af en person på bare 15 minutter.

Begge enheder og GridION (den første version), og en slående Minion, er planlagt til at frigive på markedet i 2012. Producent hensigt at etablere en konkurrencedygtig pris, i sammenligning med de nyeste teknologier af højhastigheds-afkodning af genomet.

Især "DNA sequencer - flash" vil koste mindre end $ 900.

Dekoderen af ​​DNA i form af USB-flashdrev

"Server" GridION node og et sæt af knuder i server rack. Én GridION node bruger mindre end 50 watt, understreger selskabet en af ​​fordelene ved enheden.

Her må vi huske på, at lidt over et år siden den amerikanske virksomhed Life Technologies indført en desktop personlig genom dekryptering Personlig Genome Machine, værd at mindst $ 100 tusind. Princippet primononny i det adskiller sig fra GridION teknologi, men der er fælles: til automatiseret sekventering, forskere også har udviklet en mikrochip, der kombinerer elektronik med kemi.

I januar 2012 Life Technologies (eller rettere, dets datterselskab Ion Torrent) viste sin nye model dekoder genom kaldet Ion proton. Denne maskine er allerede anslået til $ 149.000, men chippen analysator, gemmer sig indeni, er 1.000 gange kraftigere end den foregående prøve.

Apparatur Ion Proton er i stand til at læse den fulde menneskelige genom på en dag til en pris af "hjælpematerialer" $ 1.000.

Alle disse enheder bør fjernes, da forskerne siger, en af ​​flaskehalsene i en række biologisk og medicinsk forskning - en langsom afkodning af genomet.

Nu kan denne opgave tage på et relativt lille laboratorium, og i tilfælde af dekryptering, kan flash-drev siges, at DNA-dekodning teknologien er på nippet til at komme næsten alle hjem, ligesom sukkerindholdet nu folk uafhængigt analyseret blod.