Il decodificatore del DNA in forma di unità USB-flash

• decodificatore DNA come USB-flash

Nel Regno Unito, ha creato il più piccolo decrittografia automatica del genoma nel mondo. Apparirà sugli scaffali di quest'anno, e - con un prezzo interessante. Una società che non sarà analizzatore di DNA meno interessante, un prigioniero nel server.

Il decodificatore del DNA in forma di unità USB-flash

La società di Oxford Nanopore Technologies ha introdotto una miniatura sequenza determinante disponibile delle basi nella molecola del DNA - Minion.

Completamente formato priborchik autonoma unità leggermente più grandi di memoria flash, collegati alla porta USB di un computer portatile o PC. Esso contiene tutti gli elementi necessari per un sequenziamento del genoma completo: sistema mikropotokovye, sensori unici ed elettronica specializzati.

Il decodificatore del DNA in forma di unità USB-flash

La precisione della principianti - livello di sequenziamento dei sistemi esistenti, creatori di dispositivi sostengono.

Il dispositivo produce una lettura diretta delle "lettere" del DNA in tempo reale li riflettono sullo schermo, così come i record nella memoria del computer.

I ricercatori possono determinare in anticipo la quantità di informazioni di cui hanno bisogno al fine di un'esperienza, o di un frammento di codice genetico, che stanno cercando e smettere di trascrizione di raggiungere il risultato, per andare rapidamente a un nuovo esperimento.

Preparazione dei campioni per il sistema di Minion, inoltre, non richiede molto sforzo. Il dispositivo funziona con un DNA a doppio filamento, inoltre non richiede pre-amplificazione.

In alcuni casi, il sensore può distinguere immediatamente molecola dal campione di sangue o siero, e talvolta può essere necessario un piccolo miscela di pretrattamento.

Più interessante è che il dispositivo è progetto parallelo Minion, nato per creare una più grande, più potente sistema di sequenziamento riutilizzabile - GridION. Entrambi usano la stessa tecnologia per decifrare il genoma, sul quale un gruppo di biochimici provenienti da Gran Bretagna e Stati Uniti ha lavorato per circa 20 anni (a decorrere dalla comparsa della sola idea). Il meccanismo si basa su una membrana polimerica con incorporati nanopori. Questa parte del dispositivo si ottiene una combinazione di naturali (proteine) e molecole di sintesi.

Il decodificatore del DNA in forma di unità USB-flash

membrana nanopori progettato per saltare alcuni rigorosamente molecola.

Una soluzione enzimatica appositamente sviluppato è stato aggiunto al campione, e prende la molecola di DNA sequenza spinge attraverso il poro è attraverso una filiera (vedere la figura precedente).

A questo punto, il poro è collegato ad un circuito elettronico rileva le oscillazioni elettriche. Secondo il loro profilo specifico di ogni dispositivo calcola l'ultima coppia di basi, e con elevata precisione anche per frammenti molto lunghi "molecola della vita".

Il decodificatore del DNA in forma di unità USB-flash

Il nanoporo proteina di membrana. Dopo va corrente di ioni, che si verificano "rottura", che differiscono a seconda del tipo che passa attraverso le molecole "gate". Per grado di deflessione elettronica attuali identifica basi del DNA di base.

A differenza del suo compagno di sistema piccola GridION è una sorta di complesso di server-decoder (l'azienda chiama i loro nodi - nodo GridION).

Ogni nodo ha un alloggiamento per una cartuccia monouso. Quest'ultimo comprende l'intero set di reagenti necessari per una completa analisi del DNA, e l'analizzatore di chip reale con duemila nanopori sopra descritti.

Nodo nodo GridION misurare con precisione correnti ioniche all'interno del chip, li decodifica e visualizza il risultato del sequenziamento. Nella sequenza parallela codice genetico viene registrato su un disco rigido esterno o un altro computer (tramite USB o rete). Più di un nodo giorno GridION è in grado di rilasciare decine di gigabyte sui dati di sequenza di base nel DNA studiato.

Il decodificatore del DNA in forma di unità USB-flash

Unità GridION può essere configurato per cercare non solo il campione e l'analisi del DNA, ma anche altre molecole - scienziato proteine ​​rilevanti o, ad esempio, composti esplosivi.

Anche se il nodo GridION "server" è in grado di funzionare come un apparecchio da tavolo standalone, il risultato più sorprendente è raggiunto quando più tali dispositivi sono combinati in un server rack (larghezza standard di 19 pollici) e agiscono in concerto, scambio di dati direttamente in fase di decodifica.

(A proposito, il nodo dimensioni e connettori GridION corrisponde al server comune.)

Il decodificatore del DNA in forma di unità USB-flash

per le cartucce GridION.

La versione 2013 è dovuto nodo GridION fuori già nel 8000 il nanoporo, e dovrebbe funzionare più velocemente rispetto al modello precedente.

Secondo gli sviluppatori, 20 di queste macchine in un rack di server sarà in grado di decodificare l'intero genoma di una persona in soli 15 minuti.

Entrambi i dispositivi, e GridION (la prima versione), e un Minion sorprendente, è prevista per rilasciare sul mercato nel 2012. Produttore intende stabilire un prezzo competitivo, in confronto con le ultime tecnologie di decodifica ad alta velocità del genoma.

In particolare, il "DNA sequencer - flash" avrà un costo di meno di $ 900.

Il decodificatore del DNA in forma di unità USB-flash

nodo GridION "Server" e una serie di nodi del server rack. Un nodo GridION consuma meno di 50 watt di potenza, l'azienda sottolinea uno dei vantaggi del dispositivo.

Qui dobbiamo ricordare che poco più di un anno fa l'azienda statunitense Life Technologies ha introdotto un desktop personale genoma decrittazione Personal Genome Machine, valore di almeno $ 100 mila. Il principio primononny in esso differisce dalla tecnologia GridION, ma ci sono comuni: per il sequenziamento automatizzato, gli scienziati hanno anche messo a punto un microchip che unisce l'elettronica con la chimica.

Nel gennaio 2012, Life Technologies (o meglio, la sua società controllata Ion Torrent) ha mostrato il suo nuovo genoma modello di decoder chiamato Ion Proton. Questa macchina è già stimato a $ 149.000, ma l'analizzatore di chip, nasconde al suo interno, è 1.000 volte più potente rispetto al campione precedente.

Apparato Ion Proton è in grado di leggere l'intero genoma umano in un giorno ad un costo di "consumo" $ 1.000.

Tutti questi dispositivi devono essere eliminati, come dicono gli scienziati, uno dei colli di bottiglia in un certo numero di ricerca biologica e medica - un lento decodificazione del genoma.

Ora, questo compito può assumere un relativamente piccolo laboratorio, e nel caso di decrittazione, unità flash si può dire che la tecnologia di decodifica del DNA è sul punto di venire quasi ogni casa, così come il contenuto di zucchero ora la gente ha analizzato in modo indipendente il sangue.