De decoder van DNA in de vorm van USB-stick

• DNA decoder USB-flash

In het Verenigd Koninkrijk, het creëerde de kleinste automatische decodering van het genoom in de wereld. Het zal verschijnen op de planken dit jaar, en - met een aantrekkelijk prijskaartje. Een bedrijf dat hij zal niet minder interessant DNA analyzer, een gevangene in de server.

Het bedrijf Oxford Nanopore Technologies introduceerde een miniatuur disposable determinant sequentie van basen in het DNA molecuul - Minion.

Volledig autonoom priborchik iets groter geheugen flash drives, aangesloten op de USB-poort van een laptop of pc. Het bevat alle elementen die nodig zijn voor een genomische sequentie: mikropotokovye systeem unieke sensoren en gespecialiseerde elektronica.

De nauwkeurigheid van de beginner - niveau sequencing van bestaande systemen, apparaat makers claimen.

Het apparaat produceert een directe lezing van de "letters" van het DNA in real-time te reflecteren op het scherm, evenals de records in het geheugen van de computer.

Onderzoekers van tevoren kan bepalen hoeveel informatie ze nodig hebben voor het doel van een ervaring, of een fragment van de genetische code, ze zoeken en stoppen met transcript van het bereiken van het resultaat, snel naar een nieuw experiment.

Voorbereiding van de monsters voor minion systeem ook niet veel inspanning vergen. De inrichting werkt met een dubbelstrengs DNA bovendien het niet nodig voorversterking.

In sommige gevallen kan de sensor direct onderscheiden molecuul uit het bloed of serummonster, en soms een kleine voorbehandelingsmengsel nodig.

Interessanter is dat het apparaat minion zijproject, geboren om een ​​grotere, krachtigere herbruikbaar systeem sequencing maken - GridION. Beide maken gebruik van dezelfde technologie om het genoom, waarop een groep van biochemici uit Groot-Brittannië en de Verenigde Staten werkte voor ongeveer 20 jaar (te rekenen vanaf de verschijning van de kale idee) ontcijferen. Het mechanisme berust op een polymeermembraan met ingebedde nano-poriën. Dit deel van de inrichting wordt verkregen van een combinatie van natuurlijke (proteïnen) en synthetische moleculen.

Nanoporiën membraan om bepaalde strikt molecuul slaan.

Een speciaal ontwikkelde enzymoplossing werd toegevoegd aan het monster en pakt het DNA-molecuul achtereenvolgens duwt door de porie is door een spindop (zie bovenstaande figuur).

Op dit moment wordt de porie verbonden met een elektronische schakeling de elektrische trillingen detecteert. Volgens hun specifieke profiel van elke inrichting berekent de laatste basenparen en met grote nauwkeurigheid zelfs voor zeer lange fragmenten "molecuul of life".

Het eiwit nanopore membraan. Daarna gaat ionenstroom die "verstoring" ontstaan, die verschillen afhankelijk van het soort dat door de "gate" moleculen. Naar mate van afbuigstroom elektronica identificeert fundamentele DNA basen.

In tegenstelling tot zijn collega kleine GridION systeem is een soort van server-decoders complex (het bedrijf noemt hun nodes - GridION knooppunt).

Elk knooppunt heeft een sleuf voor een wegwerppatroon. De laatste omvat het geheel van reagentia die voor een volledige analyse van DNA, en de eigenlijke chip analysator tweeduizend nanoporiën hierboven beschreven.

Knooppunt GridION knooppunt nauwkeurig ionenstromen in de chip, decodeert deze en geeft het resultaat van sequencing. Parallel Type de genetische code wordt opgeslagen op een externe harde schijf of een andere computer (via USB of netwerk). Over één dag GridION knooppunt kan tientallen gigabytes geven op basensequentie gegevens in de bestudeerde DNA.

GridION apparaat kan worden geconfigureerd om niet alleen het monster en DNA-analyse, maar ook andere moleculen zoeken - wetenschapper relevante eiwitten of bijvoorbeeld explosieve stoffen.

Hoewel de "server" GridION knooppunt kan werken als standalone desktop apparatuur, is het meest opvallende resultaat bereikt bij verscheidene van dergelijke inrichtingen zijn gecombineerd in een serverrack (standaard breedte van 19 inch) en handelen in onderling gegevens uitwisselen direct tijdens het decoderen.

(Tussen haakjes, de afmetingen en connectors GridION knooppunt aansluiten op de gemeenschappelijke server.)

voor GridION cartridges.

De 2013-versie is gepland voor GridION knooppunt reeds in 8000 de nanopore, en het moet sneller werken dan het vorige model.

Volgens de ontwikkelaars, zal 20 van deze machines in een server rack in staat zijn om het hele genoom van een persoon te decoderen in slechts 15 minuten.

Beide apparaten en GridION (de eerste versie), en een opvallend Minion, is gepland voor release op de markt in 2012. Fabrikant van plan is om een ​​concurrerende prijs vast te stellen, in vergelijking met de nieuwste technologieën van high-speed decodering van het genoom.

Met name de "DNA-sequencer - flash" kost minder dan $ 900.

"Server" GridION knooppunt en een set knopen in het serverrack. Eén GridION knooppunt verbruikt minder dan 50 watt vermogen, het bedrijf benadrukt een van de voordelen van de inrichting.

Hier moeten we bedenken dat iets meer dan een jaar geleden het Amerikaanse bedrijf Life Technologies introduceerde een desktop personal genoom decryptie Personal Genome Machine, ter waarde van ten minste $ 100.000. Het principe primononny in het verschilt van GridION technologie, maar er zijn gemeen: voor geautomatiseerde sequencing, wetenschappers ook een microchip die elektronica combineert met chemie hebben ontwikkeld.

In januari 2012, Life Technologies (of liever gezegd, haar dochteronderneming Ion Torrent) toonde zijn nieuw model decoder genoom genoemd Ion Proton. Deze machine is al geschat op $ 149.000, maar de chip analyzer, verstoppen in, is 1000 keer krachtiger dan het vorige monster.

Apparatuur Ion Proton is in staat om de volledige menselijk genoom in een dag te lezen tegen een kostprijs van "toebehoren" $ 1.000.

Al deze apparaten moeten worden opgeheven, aangezien de wetenschappers zeggen, een van de knelpunten in een aantal biologische en medisch onderzoek - een langzame decodering van het genoom.

Nu kan deze taak op een relatief klein laboratorium te nemen, en in het geval van decodering, kan flash drives worden gezegd dat de DNA-decodering technologie staat op het punt te komen bijna elk huis, net zoals het suikergehalte nu mensen onafhankelijk geanalyseerd bloed.