Dekoderen av DNA i form av USB-flash-stasjon

• DNA-dekoder som USB-flash

I Storbritannia, skapte den minste automatisk dekryptering av genomet i verden. Den vil vises på hyllene i år, og - med en attraktiv prislapp. Et selskap vil han ikke være mindre interessant DNA analysator, en fange i serveren.

Selskapet Oxford nanopore Technologies innført en miniatyr engangs determinant sekvens av baser i DNA-molekylet - Minion.

Fullt selvstendig priborchik størrelse litt større minne flash-stasjoner, som er koblet til USB-porten på en laptop eller PC. Den inneholder alle elementene som trengs for en komplett genom sekvense: mikropotokovye system, unike sensorer og spesialiserte elektronikk.

Nøyaktigheten av nybegynner - nivået sekvensering av eksisterende systemer, enhets skaperne krav.

Enheten produserer en direkte avlesning av "bokstavene" av DNA i sanntid gjenspeiler dem på skjermen, samt poster i datamaskinens minne.

Forskere kan avgjøre på forhånd hvor mye informasjon de trenger for formålet av en opplevelse, eller et fragment av den genetiske koden, de er ute etter og stoppe utskrift fra å oppnå resultatet, for raskt å gå til et nytt eksperiment.

Utarbeidelse av prøver for Minion systemet også krever ikke mye innsats. Anordningen virker med en dobbeltkjedet DNA, dessuten den ikke krever pre-amplifikasjon.

I noen tilfeller kan sensoren skille umiddelbart molekyl fra blod eller serumprøve, og noen ganger kan trenge en liten forbehandling blanding.

Mer interessant er at enheten er Minion sideprosjekt, født til å skape en større og kraftigere gjenbruk system sekvense - GridION. Begge bruker den samme teknologien til å dechiffrere genomet, der en gruppe biokjemikere fra Storbritannia og USA jobbet i ca 20 år (regnet fra utseendet på nakne ideen). Mekanismen er basert på en polymermembran med innstøpte nanoporer. Denne delen av anordningen oppnås en kombinasjon av naturlige (proteiner) og syntetiske molekyler.

nanopores membran utformet for å hoppe over enkelte strengt molekyl.

En spesielt utviklet enzymløsning ble tilsatt til prøven, og plukker opp den DNA-molekylet sekvensielt presser den gjennom pore er gjennom et munn (se figuren ovenfor).

På dette tidspunkt blir pore koblet til en elektronisk krets detekterer de elektriske svingninger. I henhold til deres spesifikke profilen på hver innretning beregner den siste basepar, og med høy nøyaktighet, selv for svært lange fragmenter "molekyl of life".

Proteinet nanopore membran. Etter at det går ionestrøm, som forekommer "avbrudd", som varierer avhengig av den type som passerer gjennom "gate" molekyler. Ved grad av avbøyningsstrømmen elektronikk identifiserer basis DNA-baser.

I motsetning til sin kamerat lille GridION system er en slags server-dekodere kompleks (selskapet kaller sine noder - GridION node).

Hver node har en åpning for en engangspatron. Den sistnevnte omfatter hele settet av reagenser som er nødvendig for en fullstendig analyse av DNA, og selve brikken analysator med to tusen nanopores beskrevet ovenfor.

Node GridION node måle ionestrømmer inne i brikken, dekoder dem og viser resultatet av sekvenseringen. Parallelt sekvens til den genetiske koden blir tatt opp på en ekstern harddisk eller en annen datamaskin (via USB eller nettverk). I løpet av en dag GridION node er i stand til å utstede titalls gigabyte på basen sekvensdata i den studerte DNA.

GridION enheten kan konfigureres for å søke etter ikke bare prøven og DNA-analyse, men også andre molekyler - forskeren relevante proteiner eller, for eksempel, eksplosive forbindelser.

Selv om "server" GridION node er i stand til å operere som en frittstående stasjonært utstyr, er den mest slående resultat oppnås når flere slike anordninger er kombinert i en server stativ (standard bredde på 19 inches) og virker sammen, utveksle data direkte under dekoding.

(For øvrig, dimensjonene og kontakter GridION noden svare til den felles server.)

for GridION patroner.

2013-versjonen er grunn ut GridION node allerede i 8000 den nanopore, og det skal fungere raskere enn den forrige modellen.

Ifølge utviklerne, vil 20 av disse maskinene i en server rack kunne dekode hele genomet til en person på bare 15 minutter.

Begge enhetene, og GridION (første versjon), og en slående Minion, er planlagt å slippe på markedet i 2012. Produsenten har til hensikt å etablere en konkurransedyktig pris, sammenlignet med den nyeste teknologien for høyhastighets dekoding av genomet.

Spesielt "DNA sequencer - flash" vil koste mindre enn $ 900.

"Server" GridION node og et sett av noder i serverskapet. En GridION node bruker mindre enn 50 watt, selskapet understreker en av fordelene med enheten.

Her må vi huske på at litt over et år siden det amerikanske selskapet Life Technologies introduserte en stasjonær genom dekryptering Personal Genome Machine, verdt minst $ 100 tusen. Prinsippet primononny i det skiller seg fra GridION teknologi, men det er vanlig: for automatisert sekvensering, forskere også ha utviklet en mikrobrikke som kombinerer elektronikk med kjemi.

I januar 2012, Life Technologies (eller rettere sagt, datterselskapet Ion Torrent) viste sin nye modell dekoder genomet kalles Ion Proton. Denne maskinen er allerede anslått til $ 149 000, men brikken analysator, gjemmer seg inne, er 1000 ganger kraftigere enn den forrige prøven.

Apparat Ion Proton er i stand til å lese hele menneskets genom i en dag til en pris av "forbruksvarer" $ 1000.

Alle disse enhetene bør fjernes, som forskerne sier, en av flaskehalsene i en rekke biologisk og medisinsk forskning - en langsom dekoding av genomet.

Nå kan denne oppgaven ta på et relativt lite laboratorium, og i tilfelle av dekryptering, kan minnepinner sies at DNA dekodingsteknologi er i ferd med å komme nesten hvert hjem, akkurat som sukkerinnholdet nå folk uavhengig analysert blod.