Avkodaren av DNA i form av USB-flashenhet

• DNA-avkodare i form av USB-flash

I Storbritannien, skapade den minsta automatisk dekryptering av genomet i världen. Den visas på hyllorna i år, och - med en attraktiv prislapp. Ett företag kommer han att vara mindre intressant DNA-analysator, en fånge i servern.

Företaget Oxford nanopore Technologies har infört en miniatyr engångstyp determinant sekvens av baser i DNA-molekylen - Minion.

Helt självständigt priborchik storlek något större minne-minnen, som är anslutna till USB-porten på en bärbar dator eller PC. Den innehåller alla element som behövs för en fullständig genomsekvense: mikropotokovye systemet unika sensorer och specialiserade elektronik.

Noggrannheten hos nybörjaren - nivå sekvensering av befintliga system, enhets skaparna krav.

Enheten ger en direkt avläsning av "bokstäverna" av DNA i realtid återspeglar dem på skärmen, liksom posterna i datorns minne.

Forskare kan bestämma i förväg hur mycket information de behöver för att en upplevelse, eller ett fragment av den genetiska koden, de letar efter och stoppa utskrift från att uppnå resultatet att snabbt gå till ett nytt experiment.

Beredning av prover för Minion systemet också inte kräver mycket ansträngning. Anordningen fungerar med en dubbelsträngad DNA, för övrigt den inte kräver pre-amplifiering.

I vissa fall sensorn kan skilja omedelbart molekylen från blodprovet eller serum, och ibland kan behöva en liten förbehandling blandningen.

Mer intressant är att enheten är Minion sidoprojekt, född för att skapa en större, kraftfullare återanvändbara systemet sekvense - GridION. Båda använder samma teknik för att dechiffrera genomet, på vilken en grupp av biokemister från Storbritannien och USA arbetade i ca 20 år (räknat från utseendet på den nakna idé). Mekanismen är baserad på ett polymermembran med inbäddade nano porer. Denna del av anordningen erhålls en kombination av naturliga (proteiner) och syntetiska molekyler.

nanoporer i membranet är utformade för att passera en strikt definierad molekyl.

En speciellt utvecklad enzymlösning sattes till provet, och plockar upp den DNA-molekyl som sekventiellt trycker den genom poren är genom en spinndysa (se figuren ovan).

Vid denna tid, är poren ansluten till en elektronisk krets detekterar elektriska svängningar. Enligt deras specifika profil för varje enhet beräknar den sista baspar, och med hög noggrannhet även för mycket långa fragment "molekyl av liv".

Protein nanopore membran. Efter att den gått jonström, som förekommer "avbrott", som skiljer sig beroende på vilken typ som passerar genom de "gate" molekyler. Genom graden av avböjningsströmmen elektronik identifierar grundläggande DNA-baser.

Till skillnad från sin kollega liten GridION systemet är ett slags server-avkodare komplex (företaget kallar sina noder - GridION nod).

Varje nod har en slits för en engångspatron. Den senare omfattar hela uppsättningen av reagens som krävs för en komplett analys av DNA, och den faktiska spån analysator med tvåtusen nanoporer som beskrivits ovan.

Nod GridION nod noggrant mäta jonströmmar inuti chipet, avkodar dem och visar resultatet av sekvensering. Parallellt sekvens den genetiska koden är inspelad på en extern hårddisk eller en annan dator (via USB eller nätverk). Över en dag GridION nod är i stånd att utfärda tiotals gigabyte på bas sekvensdata i det studerade DNA.

GridION enhet kan konfigureras för att söka inte bara prov och DNA-analys, men även andra molekyler - forskare relevanta proteiner eller, till exempel, explosiva föreningar.

Även om "server" GridION oden är i stånd att arbeta som en fristående skrivbordsutrustning, är det mest slående resultatet uppnås när flera sådana anordningar är kombinerade i en server rack (standardbredd av 19 inches) och agera i konsert, utbyter data direkt under avkodning.

(Förresten, dimensionerna och kontaktdon GridION nod motsvarar den gemensamma servern.)

för GridION patroner.

2013-versionen kommer ut GridION nod redan 8000 av nanopore, och det bör fungera snabbare än den tidigare modellen.

Enligt utvecklarna kommer 20 av dessa maskiner i en serverrack kunna avkoda hela genomet hos en person på bara 15 minuter.

Båda enheterna och GridION (den första versionen) och en slående Minion, är planerad att släppa ut på marknaden under 2012. Tillverkare har för avsikt att etablera ett konkurrenskraftigt pris i jämförelse med den senaste tekniken med hög hastighet avkodning av genomet.

I synnerhet "DNA sequencer - flash" kommer att kosta mindre än $ 900.

"Server" GridION nod och en uppsättning noder i serverracket. En GridION nod förbrukar mindre än 50 watt, företaget betonar en av fördelarna med enheten.

Här måste vi komma ihåg att lite mer än ett år sedan det amerikanska företaget Life Technologies införde en stationär personlig genom dekryptering Personal Genome Machine, värt minst $ 100 tusen. Principen primononny i den skiljer sig från GridION teknik, men det är vanligt: ​​för automatiserad sekvensering, forskarna har också utvecklat ett mikrochip som kombinerar elektronik med kemi.

I januari 2012, Life Technologies (eller snarare dess dotterbolag Ion Torrent) visade sin nya modell dekoder genomet kallas Ion Proton. Denna maskin är redan uppskattas till $ 149.000, men chip analysator, gömmer sig inne, är 1000 gånger mer kraftfull än den tidigare prov.

Apparater Ion Proton kan läsa hela mänskliga genomet på en dag till en kostnad av "förbruknings" $ 1000.

Alla dessa enheter bör undanröjas, som forskarna säger, en av flaskhalsarna i en rad biologisk och medicinsk forskning - en långsam avkodning av genomet.

Nu kan denna uppgift ta på ett förhållandevis litet laboratorium och i fallet med dekryptering, kan flashminnen sägas att DNA avkodningsteknik är på väg att komma nästan varje hem, precis som sockerhalten nu människor oberoende analyse blod.

till