Laciné a bleskově rychlé čtení DNA na dohled  
Optické snímání signálů z nanopórů, jimiž prochází upravené molekuly s genetickou informací, představuje počátek lidového čtení DNA. Kdy se dočkáme převratu v biomedicíně?

 

 

Zvětšit obrázek
Tomografie silikonového nanopóru. Kredit: A. Meller, Boston University.

Americký National Human Genome Research Institute v roce 2004 spustil ambiciózní program „$1000 Genome“, jehož cílem není nic menšího, než převrat ve čtení DNA. Pokud by přečtení jednoho lidského genomu mělo být doopravdy možné pořídit za tisíc dolarů, tak molekulární mágové potřebují velmi rychlou a zároveň velmi málo nákladnou technologii čtení DNA. Pracuje na tom mimo jiné i laboratoř Amita Mellera z Boston University, jehož lidé se věnují biofyzice molekul a nano-biotechnologii.

 

Zvětšit obrázek
Amit Meller . Kredit: A. Meller, Boston University.

Mellerovi a jeho spolupracovníkům se nedávno podařilo vyvinout, otestovat a v časopise Nano Letters opublikovat zbrusu novou technologii čtení jednotlivých molekul DNA, která je založená na optickém snímání záblesků vyvolaných průchodem molekul propojených oligonukleotidů nesoucích původní studovanou genetickou informaci skrz nanopóry. Badatelé úspěšně použili nanopóry, čili opravdu velice maličké otvory o průměru přibližně 5 nanometrů, které předtím lstivě vytvořili v silikonovém čipu. Jednotlivé nukleotidy původní DNA poté určovali snímáním CCD kamerou, která zachycovala záblesky vyvolané při průchodu upraveného řetězce oligonukleotidů skrz nanopór. Použitá technologie je přitom natolik účinná, že umožňuje jednou vysokorychlostní CCD kamerou snímat tisíce současně pracujících nanopórů.

 

Meller a spol. podle vlastních slov dovedou číst DNA ďábelskou rychlostí 200 nukleotidů za sekundu a to je prý jenom začátek. Spojení nanopórů a optického snímání dovoluje číst hodně dlouhé kusy DNA s vysokou přesností a Mellerova technologie podle všeho předstihuje jiné komerční metody čtení DNA. Výhodou je také nezávislost nové technologie na líných enzymech, jejichž aktivita v dnešní době obvykle omezuje rychlost čtení DNA. Na příští rok přitom slibují rychlost čtení DNA touto technikou minimálně čtyřikrát zvýšit. Pokud se jim to povede, tak tu máme zemětřesení ve zdravotnictví a biomedicínském výzkumu i mnoha dalších odvětvích, které si libují ve čtení velkých objemů DNA.

 

 

Zvětšit obrázek
Ford, model T. Kredit: Rmhermen, Wikipedia.

Boston University a spolu s ní i Harvard University si Mellerův objev v předtuše slibných zisků hned hbitě patentovaly.

Zvětšit obrázek
Kouzelníci z Mellerovy laboratoře . Kredit: A. Meller, Boston University.

Nelenil ani Meller, který si pořídil licenci vlastního objevu. S ní pak nedávno založil společnost NobleGen Biosciences, která se věnuje dalšímu vývoji této technologie čtení DNA spojující optickou detekci a systém nanopórů a dělá si v tomto směru zálusk i na komerční produkty.

 

Podle optimistického Mellera lze na biomedicínském trhu do tří až pěti let očekávat příchod levných a extrémně rychlých čteček DNA. Svědčí o tom úspěchy smělého výzkumu a vývoje v této oblasti. Zdá se, že už asi není daleko doba, kdy si za rozumný peníz budeme moct koupit zevrubnou analýzu své vlastní DNA. Snad se stejně rychle pohne i výzkum technologií, které nám umožní uspokojivě vyřešit případné problémy a tikající bomby, které ve svém genomu najdeme.


Pramen: Nano Letters 10: 2237–2244, Wikipedia (Nanopore sequencing).

 

Datum: 05.07.2010 20:47
Tisk článku


Diskuze:

Gattaca

Roman Nepšinský,2010-07-07 12:48:51

Tak z toho vašeho dovětku mám trochu strach, viděl jste film Gattaca?

Odpovědět

skvělé

Tomáš Hluska,2010-07-06 21:47:55

200 nt/s a snad i dlouhé úseky, pokud by to byly tak tisíce bází, tak by to bylo skvělé. Rychlé, přesné a nebylo by třeba skládat sekvence po stovkách...

Jen aby se to dostalo opravdu do praxe a nejen medicínské...

Odpovědět




Pro přispívání do diskuze musíte být přihlášeni












Tento web používá k poskytování služeb, personalizaci reklam a analýze návštěvnosti soubory cookie. Používáním tohoto webu s tím souhlasíte. Další informace