Nowa metoda błyskawicznego badania DNA

Badanie kodu genetycznego niemal w czasie rzeczywistym brzmi jak science fiction. Nowe odkrycie daje możliwość urzeczywistnienia tej fantazji.

Aktualizacja: 04.12.2017 21:44 Publikacja: 04.12.2017 18:37

MinION ma wielkość karty kredytowej i działa błyskawicznie

MinION ma wielkość karty kredytowej i działa błyskawicznie

Foto: New York Genome Center

Naukowcy z Columbia University i New York Genome Center opracowali metodę szybkiego i dokładnego identyfikowania DNA dowolnych komórek. Technologia opisana w czasopiśmie eLife może mieć wiele zastosowań – od identyfikacji ofiar katastrofy po analizowanie miejsc zbrodni. Ale jego najbardziej bezpośrednie zastosowanie to poszukiwanie zakażonych lub patologicznych komórek nowotworowych.

Oprogramowanie jest zaprojektowane do działania na MinION – narzędziu wielkości karty kredytowej, które ściąga pasma DNA przez mikroskopijne pory i odczytuje sekwencje nukleotydów. Dzięki niewielkim rozmiarom będzie możliwe zbadanie bakterii i wirusów w terenie. Na razie jednak przez wysoki poziom błędu i duże luki w sekwencjonowaniu ograniczono jego zastosowanie do komórek ludzkich.

W innowacyjnym dwuetapowym procesie tworzenia projektu naukowcy zarysowują nowy sposób wykorzystania wartego 1000 USD MinION – stworzenia bazy danych genetycznych dostępnych online. W ten sposób będzie można szybko potwierdzić tożsamość ludzi i komórek za pomocą ich DNA z niemal doskonałą dokładnością.

Testy urządzenia pokazują, że metoda może potwierdzić tożsamość osoby po sprawdzeniu krzyżowym między 60 a 300 wariantami. Na przykład w ciągu kilku minut MinION zweryfikował tożsamość głównej autorki badania, dr Sophie Zaaijer.

Aby to zrobić, MinION porównywał odczyt genomu dr Zaaijer, pobranego z komórek policzkowych, z profilem referencyjnym przechowywanym wśród 31 000 innych genomów w publicznej bazie danych DNA.

Naukowcy twierdzą, że ich technika przypomina zdolność mózgu do odróżnienia ptaka na podstawie kilku charakterystycznych cech w abstrakcyjnym rysunku linii Picassa. Genetyczny szkic komórki genowej stworzony przez MinION jest analizowany w kontekście rosnącej bazy szkiców – podobnie niepełnych profili genetycznych.

– Korzystając z naszej metody, potrzebujemy tylko kilku odczytów DNA, aby znaleźć dopasowanie do osoby w bazie danych – mówi dr Zaaijer.

Najbardziej obiecującym zastosowaniem „szkicowania MinIONów" może być tanie narzędzie do uwierzytelniania komórek w badaniach eksperymentalnych. Dla naukowców to prawdziwa gratka. Można będzie szybko dopasować szczep komórek białaczkowych sekwencjonowanych przez MinION do pliku referencyjnego w bazie danych. Diagnostyka stanie się szybka i precyzyjna.

Z uwagi na to, że brakuje drogiej aparatury potrzebnej do samodzielnego oznaczania linii komórkowych, większość badaczy je pomija albo wysyła kultury do specjalistycznych laboratoriów. To może opóźnić diagnozę, ważne odkrycia i leczenie. Gdyby dostępna była łatwiejsza, szybsza i tańsza alternatywa, większość naukowców bardzo chętnie by z niej skorzystała.

Naukowcy z Columbia University i New York Genome Center opracowali metodę szybkiego i dokładnego identyfikowania DNA dowolnych komórek. Technologia opisana w czasopiśmie eLife może mieć wiele zastosowań – od identyfikacji ofiar katastrofy po analizowanie miejsc zbrodni. Ale jego najbardziej bezpośrednie zastosowanie to poszukiwanie zakażonych lub patologicznych komórek nowotworowych.

Oprogramowanie jest zaprojektowane do działania na MinION – narzędziu wielkości karty kredytowej, które ściąga pasma DNA przez mikroskopijne pory i odczytuje sekwencje nukleotydów. Dzięki niewielkim rozmiarom będzie możliwe zbadanie bakterii i wirusów w terenie. Na razie jednak przez wysoki poziom błędu i duże luki w sekwencjonowaniu ograniczono jego zastosowanie do komórek ludzkich.

2 / 3
artykułów
Czytaj dalej. Kup teraz
Materiał partnera
Technologie kwantowe: nauka tworzy szanse dla gospodarki
Nowe technologie
Niewykrywalny bombowiec strategiczny Sił Powietrznych USA odbył pierwszy lot
Nowe technologie
Co mówią kury? Naukowcy opracowali tłumacza, użyli sztucznej inteligencji
Nowe technologie
Prof. Zybertowicz: AI może potraktować ludzkość jak budowniczy autostrad traktują mrowiska
Materiał Promocyjny
Dell Technologies: nie ma branży czy przedsiębiorstwa, które może funkcjonować bez nowoczesnych technologii