Устройство, представленное британской компанией Oxford Nanopore Technologies, называется MinION – и судя по всему, оно может стать действительно революционным в целом ряде областей. С его помощью онколог сможет достоверно и быстро проверить образец ткани на наличие генетических маркеров рака, инфекционист – обнаружить наличие патогенных микробов, а археолог – прямо на месте идентифицировать видовую принадлежность крохотного фрагмента кости.По крайней мере, в ходе публичной презентации MinION, состоявшейся недавно на конференции AGBT во Флориде, разработчики наглядно продемонстрировали его возможности, успешно секвенировав геном бактериофага ΦX174, состоящий из приблизительно 5 тыс. нуклеотидных пар. Тем самым авторы не только показали возможности своей разработки, но и подчеркнули, что она открывает весьма широкие ворота для будущего: ведь если некогда вообще все началось с этого простого генома, а сегодня продолжается полным секвенированием генома высших организмов, включая человека, то и MinION обещает перспективы не меньшие.Пока же для более крупных геномов разработчики Oxford Nanopore предлагают не столь портативное устройство GridION, работающее, однако, на тех же – довольно необычных – принципах. В инструментах этих ДНК помещается в раствор, содержащий белки, связывающиеся к концам обеих ее нитей. Затем к раствору подводится слабый ток, и заряженные белки увлекают связанные нити ДНК к одному из электродов, сквозь специальную мембрану, содержащую множество пор диаметром около 10 мкм.Поры эти изнутри содержат модифицированный белок альфа-гемолизин, бактериальный токсин, структура которого напоминает полую воронку с минимальным диаметром всего 10 нм. Взаимодействуя с альфа-гемолизин, исходные белки начинают разворачивать двойную спираль ДНК, и одна из ее нитей, как нитка сквозь игольное ушко, проходит сквозь внутреннюю полость в AHL. Нить движется строго постепенно, один нуклеотидный остаток за другим, причем нуклеотидные остатки разных видов слегка по-разному влияют на ток, проходящий сквозь конкретную мембрану в конкретный момент времени. Это и позволяет определить их последовательность в нити ДНК.Этот подход намного проще принятых сегодня повсеместно процедур секвенирования. Он не требует предварительной амплификации ДНК – т.е., «размножения» ее молекул до большого числа копий, процесса, требующего больших временных затрат. Не требуется и разрывать цепочку для проведения анализа на мелкие фрагменты – он позволяет секвенировать ДНК длиной до 10 тыс. нуклеотидных остатков, что минимум на порядок больше, чем у существующих методов. Можно сказать, генетическая последовательность просто считывается, как символы на старинной телеграфной ленте.В Oxford Nanopore Technologies говорят: их GridION тоже способен на очень многое, а MinION и создается не для больших целей . Он предназначен для получения быстрых результатов в «полевых» условиях, для идентификации патогенов или выявления опасных мутаций. При этом каждый MinION обойдется покупателям не более чем в 900 долларов.
|