Ang decoder ng DNA sa anyo ng mga USB-flash drive

• DNA decoder bilang USB-flash

Sa UK, ito nilikha ang tiniest awtomatikong decryption ng genome sa mundo. Ito ay lilitaw sa mga istante sa taong ito, at - na may isang kaakit-akit na presyo tag. Ang isang kumpanya siya ay maging hindi kukulangin kawili-wiling DNA analyzer, isang bilanggo sa server.

Ang kumpanya Oxford nanopore Technologies ipinakilala ang isang pinaliit na disposable determinant pagkakasunod-sunod ng mga base sa DNA Molekyul - minion.

Ganap na autonomous Priborchik laki bahagyang mas malaki memory flash drive, konektado sa USB-port ng isang laptop o PC. Ito ay naglalaman ng lahat ng mga elemento na kinakailangan para sa isang kumpletong genome sequencing: mikropotokovye system, natatanging sensors at pinasadyang mga electronics.

Ang katumpakan ng baguhan - antas ng sequencing ng mga umiiral na sistema, mga tagalikha device claim.

Ang aparato ay gumagawa ng isang direktang pagbabasa ng "titik" ng DNA sa real-time na sumasalamin ito sa screen, pati na rin ang mga record sa memory ng computer.

Ang mga mananaliksik ay maaaring matukoy nang maaga kung magkano ang impormasyon na kailangan nila para sa layunin ng isang karanasan, o ng isang fragment ng genetic code, na kanilang hinahanap at itigil ang transcript mula sa pagkamit ng mga resulta, upang mabilis na pumunta sa isang bagong eksperimento.

Paghahanda ng mga halimbawa para sa Minion sistema ay hindi nangangailangan ng magkano ang pagsisikap. Ang aparato ay nagpapatakbo na may double-maiiwan tayo DNA, at saka ito ay hindi nangangailangan ng pre-paglaki.

Sa ilang mga kaso ang sensor ay maaaring makilala kaagad Molekyul mula sa dugo o suwero sample, at kung minsan ay maaaring kailangan ng isang maliit na pre-paggamot halo.

Higit pang mga kagiliw-giliw na ay na ang aparato ay Minion side proyekto, ipinanganak upang lumikha ng isang mas malaki, mas malakas na magagamit muli ang sistema sequencing - GridION. Ang parehong gamitin ang parehong teknolohiya upang maintindihan ang genome, kung saan ang isang grupo ng mga biochemists mula sa Britain at Estados Unidos ay nagtrabaho para sa halos 20 taon (pagbibilang mula sa hitsura ng hubad na ideya). Ang mekanismo ay batay sa isang polimer lamad na may naka-embed na nano-pores. Ito bahagi ng aparato ay nakuha ng isang kumbinasyon ng natural (protina) at synthetic molecules.

nanopores lamad na dinisenyo upang laktawan ang ilang mga mahigpit na Molekyul.

Ang isang espesyal na binuo enzyme solusyon ay idinagdag sa sample, at Pick up ang DNA Molekyul nang sunud-sunod tinutulak ito sa pamamagitan ng napakaliit na butas ay sa pamamagitan ng isang sangkap sa kulisap para sa manunulid (tingnan ang mga figure sa itaas).

Sa oras na ito, ang mga napakaliit na butas ay konektado sa isang electronic circuit nakita ang electrical oscillations. Ayon sa kanilang partikular na profile ng bawat aparato kinakalkula ang huling base na pares, at may mataas na katumpakan kahit na para sa masyadong mahaba fragment "Molekyul ng buhay".

Ang mga protina nanopore lamad. Pagkatapos ito goes ion kasalukuyang, na kung saan magaganap "pagkaputol", na kung saan ay naiiba depende sa uri ng pagpasa sa pamamagitan ng mga "gate" molecules. Sa pamamagitan ng antas ng pagpapalihis kasalukuyang electronics Kinikilala ng mga pangunahing mga base DNA.

Hindi tulad ng kanyang mga kapwa maliliit GridION sistema ay isang uri ng server-decoders complex (tinatawag ng kumpanya ang kanilang mga node - GridION node).

Ang bawat node ay may isang slot para sa isang hindi kinakailangan para kartutso. Ang huli ay binubuo ng buong hanay ng mga reagents na kinakailangan para sa isang kumpletong pagsusuri ng DNA, at ang aktwal na chip analyzer na may dalawang libong nanopores inilarawan sa itaas.

Node GridION node tumpak na masukat ion alon sa loob ng maliit na tilad, decodes ito at ipinapakita ang resulta ng sequencing. Sa parallel sequence genetic code ay nakatala sa isang panlabas na hard drive o iba pang computer (sa pamamagitan ng USB o network). Sa paglipas ng isang araw GridION node ay magagawang magbigay ng sampu sa libu-gigabytes sa data base sequence sa aral ng DNA.

GridION yunit ay maaaring i-configure upang maghanap hindi lamang ang mga sample at DNA analysis, kundi pati na rin iba pang mga molecule - scientist kaugnay na protina o, halimbawa, explosive compounds.

Kahit na ang "server" GridION node ay may kakayahang operating bilang isang standalone na desktop kagamitan, ang pinaka-kapansin-pansin na mga resulta ay nakakamit kapag ang ilang mga ganoong mga aparato ay pinagsama sa isang server rack (standard lapad ng 19 pulgada) at kumikilos na magkakasama, pakikipagpalitan ng data nang direkta sa panahon decoding.

(Sa pamamagitan ng ang paraan, ang mga sukat at konektor GridION node ay tumutugma sa mga karaniwang server.)

para sa GridION cartridge.

Ang 2013 na bersyon ay dahil out GridION node na sa 8000 ang nanopore, at ito ay dapat magtrabaho nang mas mabilis kaysa sa nakaraang modelo.

Ayon sa mga developer, 20 sa mga ito machine sa isang server rack ay maaaring makapag-decode ang buong genome ng isang tao sa loob lamang ng 15 minuto.

Ang parehong mga aparato, at GridION (ang unang bersyon), at isang kapansin-pansin na Minion, ay naka-iskedyul upang palabasin sa merkado noong 2012. Tagagawa nagnanais na magtatag ng isang competitive na presyo, sa paghahambing sa mga pinakabagong teknolohiya ng high-speed decoding ng genome.

Sa partikular, ang "DNA sequencer - flash" ay nagkakahalaga ng mas mababa sa $ 900.

"Server" GridION node at isang set ng mga node sa server rack. Isa GridION node consumes mas mababa sa 50 Watts ng kapangyarihan, ang kumpanya binibigyang-diin ang isa sa mga pakinabang ng ang aparato.

Narito kailangan nating tandaan na ang isang maliit na higit sa isang taon ang nakalipas sa US kumpanya Life Technologies ipinakilala ang isang desktop personal genome decryption Personal Genome Machine, nagkakahalaga ng hindi bababa sa $ 100 thousand. Ang prinsipyo primononny sa loob nito ay naiiba mula GridION teknolohiya, ngunit may mga karaniwang: para sa mga automated sequencing, siyentipiko din ay nakabuo ng isang microchip na pinagsasama electronics na may kimika.

Noong Enero 2012, Life Technologies (o sa halip, ang mga subsidiary kumpanya Ion Torrent) ay nagpakita ng kanyang bagong modelo ng decoder genome tinatawag Ion Proton. makina na ito ay naka-tinatayang sa $ 149,000, ngunit ang chip analyzer, pagtatago sa loob, ay 1,000 beses na mas malakas kaysa sa nakaraang sample.

Patakaran ng pamahalaan Ion Proton ay magagawang upang basahin ang buong genome ng tao sa isang araw sa halagang "consumables" $ 1,000.

Ang lahat ng mga aparatong ito ay dapat na eliminated, dahil ang mga siyentipiko sabihin, isa sa mga bottleneck sa isang bilang ng mga biological at medikal na pananaliksik - isang mabagal na pag-decode ng genome.

Ngayon, ang gawaing ito ay maaaring tumagal ng sa isang relatibong maliit na laboratoryo, at sa kaso ng decryption, flash drive ay maaaring maging sinabi na ang DNA decoding teknolohiya ay sa ang mamingit ng pagdating halos bawat bahay, tulad ng asukal sa nilalaman ngayon tao nang nakapag-iisa aralan ng dugo.