Առաջատար մոլեկուլ տեխնոլոգիաների առաջատարներ
Չնայած զգայունության, արագության եւ ձեռք բերվող հաջորդականության սահմանափակումներին, PNAS- ում նկարագրված նոր հաջորդականացման մեթոդը վեպ էր եւ բավարար խոստումներ տվեց, վրացական կապիտալիստների աչքին բռնելու համար, ովքեր մոտեցան պրոֆեսորին իր տեխնոլոգիաների ներդրման մասին: Տարիներ շարունակ աշխատակիցների եւ հետազոտությունների ավագ տնօրեն, դոկտոր Տիմեմր Հարիսի խոսքերով, պետք է ինչ-որ բան եղել է այն տեխնիկայի մասին, որը այն էր, որ վեճի ներդրողները փնտրում էին, քանի որ սա առաջինն էր , ըստ երկարատեւ աշխատակազմի անդամի եւ դոկտոր Տիմի ... գիտնականները, դա այլ կերպ է :
2003 թ. Ապրիլի 1-ին հրապարակված PNAS- ի հրատարակությունը, նոր ընկերության ֆինանսավորման առաջին փուլը նախաձեռնել էր 2003 թ. Դեկտեմբերի 19-ին, իսկ 2004 թ. Հունվարի 2-ին «Հելիկոսը» իր դռները բացեց 5 աշխատակիցների, այդ թվում `դոկտոր Հարիսից: չափման գիտության եւ մեկ մոլեկուլի տեխնոլոգիայի մասնագետ: Helicos- ը ներկայումս գտնվում է Քեմբրիջի Մ.Ա.-ում եւ ներդրումների ֆինանսավորման 2 փուլից հետո եւ IPO- ի կողմից 2007 թ. Մայիսի 27-ին, այն այժմ հրապարակվում է NASDAQ- ի կողմից: HLCS :
Helicos- ը մասնագիտանում է գենետիկական վերլուծության տեխնոլոգիաներում, մասնավորապես, True Single-Molecule Sequencing (tSMS TM ) տեխնոլոգիան, որը հավաստվում է M13 վիրուսի գենոմի հաջորդականությունը, ինչպես նկարագրված է Science ամսագրում 2008 թ. Ապրիլին: Մասնագիտացված tSMS TM հարթակը օգտագործում է HeliScope TM Single Molecule Sequencer .
Ըստ դոկտոր Հարիսի, այս նախագիծը սկսվել է 2004 թ. Հունվարին, իսկ 2005 թ. Հունիսին նրանք հաջողությամբ հետեւել են M13 վիրուսին, բժշկական առումով համապատասխան հաջորդականությանը, նկարագրված գիտական հոդվածում:
Ինչպես է աշխատում tSMS TM- ը :
ԴՆԹ-ի մոտ 100-200 բազային զույգը կտրված է փոքր բեկորների վրա, օգտագործելով սահմանափակումային ֆերմենտներ , եւ ավելացնում են polyA պոչը: Կրճատված շերտերը հիբրիդացված են Helicos հոսքի բջջային ափսեի մեջ, որն իր մակերեւույթին հարող միլիարդավոր polyT շղթաներ ունի: Յուրաքանչյուր hybridized կաղապարը միանգամից sequenced. Հետեւաբար կարող է կարդալ միլիարդավոր ռազմանավ: Պիտակավորումն իրականացվում է «քառյակներում», բաղկացած 4 միջուկներից, յուրաքանչյուր 4 նուկլեոտիդի հիմքի համար: Ֆլյուորեսցենտային պիտակավորված բազաները ավելացվում են, եւ լազերային գործիքը լուսավորում է պիտակը `հաշվի առնելով, թե որ շերտերն են վերցրել տվյալ որոշված բազան: Այն պիտակն այնուհետեւ կտրված է, եւ հաջորդ փուլը սկսվում է նոր բազայի հետ: Հետո հոսքի բջիջը բուժվել է յուրաքանչյուր բազայի (4 ցիկլ) հետ, չորրորդը լրիվ է, եւ նորը նորից սկսվում է նախնական nucleotide բազայի հետ:
Ներկայումս HeliScope TM- ը կարող է կարդալ մոտ 55 բազայի զույգ երկարության DNA բեկորներ: Որքան ավելի շատ հիմքեր հաջորդականությամբ, այնքան ցածր է նրանից, որ կարող է օգտագործվել նմուշների քանակությունը, քանի որ որոշ տողեր դադարում են երկարացնել գործընթացը:
20 կամ ավելի հիմքերի ընթերցման համար կարող է օգտագործվել շերտերի 86% -ը: Ավելի երկար ընթերցումների համար (55+ բազային զույգ) այս տոկոսը կկազմի մոտ 50%:
Մեկ մոլեկուլի առավելությունը
Թեեւ մի քանի այլ ընկերություններ առաջարկում են տարբեր սեգմենտինգ-սինթեզ տեխնոլոգիաներ, տարբեր հոսքային պաշարներ, տարբեր ռեակտիվներ, համադրելի ծախսեր եւ 25-40 բազային զույգերի կարճ ընթերցումներ, միայն Helicos- ը կարդում է ԴՆԹ-ի հաջորդականությունը մեկ նուկլեոտիդ `միաժամանակ արտոնագրված պիտակավորման տեխնիկան, որը զգայուն է, որը թույլ է տալիս ընթերցել մի մոլեկուլ: Այլ եղանակներ պահանջում են, որ ԴՆԹ-ն ուժեղացվի (օգտագործելով PCR ) նախքան sequencing- ի բազմակի (միլիոն) օրինակ: Այն ներդնում է խոշոր անճշտության պոտենցիալը, ուժեղացման ընթացքում պոլիմերազի ֆերմենտներով սխալների մշակման հետեւանքով:
2008 թ. Ապրիլ ամսվա դրությամբ HeliScopeTM- ը ի վիճակի էր օրական մեկ միլիարդավոր նուկլեոտիդային բազաների հաջորդականությամբ:
Helicos- ը անհատականացված բժշկության կոալիցիայի անդամ է եւ ստացել է «$ 1000 գենոմ» դրամաշնորհ: Մի $ 1000 գենոմը մեկ օրվա ընթացքում նախատեսված նպատակն է, որը պահանջում է sequencer- ը մեկ ժամվա ընթացքում միլիարդավոր բազաների մշակման համար: Ներկայումս պրոտոտիպային sequencer- ը տարիներ տեւելու է ամբողջ գենոմը հայտնաբերելու համար, որը շատ ավելի մեծ է, քան $ 1000-ը:
TSMSTM տեխնոլոգիայի դիմումները շատ են, ներառյալ մարդկանց եւ այլ տեսակների գենետիկական տարբերակների հայտնաբերումը `հիվանդության պատճառները որոշելու համար, բակտերիայից հակաբիոտիկ դիմադրությունը, վիրուսը վիրուսներից եւ այլն: Առանձին գենի հայտնաբերման ունակությունը շրջակա միջավայրի միկրոբիոլոգիայի բնագավառում շատ ներուժ ունի, քանի որ գենետիկական մեթոդները հաճախ օգտագործվում են կենսունակ, ոչ մշակելի միկրոօրգանիզմների կամ հողի մեջ հայտնաբերված եւ այլ մեթոդների հայտնաբերման համար, որոնք արգելում են ներկայիս մեթոդներով մեկուսացումը: Ավելին, շրջակա միջավայրի նմուշների բնույթը հաճախ աղտոտման հարցերի պատճառով հաճախակիացնում է գենային ուժեղացման դժվարությունները: Այնուամենայնիվ, այս դժվարությունները պետք է հաղթահարել, որպեսզի tSMSTM- ում օգտագործվող պոլիմերազի ֆերմենտները գործեն առանց միջամտության:
Միայնակ մոլեկուլային հաջորդականության հետեւում տեսությունը բավականին պարզ է, եւ դուք կարող եք զարմանալ, թե ինչու ոչ ոք այդ մասին չի մտածել: Չնայած այն բավականին պարզ հնչում է, կան շատ տեխնիկական բաղադրիչներ, որոնք ներգրավված են այդպիսի պլատֆորմների մշակման մեջ, եւ Helicos- ի զբաղվածությունը պահպանելու բազմաթիվ մարտահրավերներ, ներառյալ նոր քիմիական ռեակցիաների եւ ռեակտիվների, թիթեղների եւ բարձր թողունակ ընթերցողների զարգացմանը: Մեկ բազայի վրա մեկ պիտակի ֆլուորեսցիայի հայտնաբերման ունակությունը պահանջում է բարձր զգայուն գործիքավորումը եւ ազդանշանների հայտնաբերման եւ հայտնաբերման քիմիան պետք է ճիշտ լինի նվազագույնի հասցնել միջամտությունը եւ օպտիմալացնել ԴՆԹ-ի պոլիմերազի հավատարմությունը , քանի որ կիրառվում է անշարժացված կաղապարներ եւ պիտակավորված նուկլեոտիդներ: Սրանք Helicos- ի առջեւ ծառացած մի շարք մարտահրավերներ են, քանի որ շարունակում է զարգացնել այս տեխնոլոգիան `միանգամից 1000 դոլար, մեկ օրվա մարդկային գենոմի տրամադրման հույսով: