Мочалка для генома снизит цену секвенирования до $30

Себестоимость секвенированного генома снизилась до нескольких тысяч долларов (хотя для потребителей такая услуга по-прежнему стоит десятки тысяч). И хотя тысячи — не миллионы, ученые продолжают ломать голову над тем, как сделать процедуру еще дешевле и доступнее.

Инновационная «мочалка»

Одно из недавних изобретений вполне может решить задачу. В январе 2010 года стало известно о новом приборе, который способен манипулировать жидкостью. Правда, микрофлюидальный чип, выпущенный компанией Fluidigm, внешне похож на мочалку, а не на результат десятилетних инноваций. «Внутренности» серого и неприглядного изобретения состоят из сложной системы микроскопических полимерных каналов, насосов и заслонок.

За одну минуту жидкость (например, кровь) протекает по высокотехнологичной «мочалке» через систему микронасосов и микрозаслонок, которые разделяют его на 10 000 порций по одному нанолитру. Каждая аналитическая порция попадает в изолированную «пробирку» — полимерную камеру, в которой можно проводить дальнейший анализ.

Над технологиями «крошечных капель» работали гарвардские специалисты в лаборатории профессора Дэвида Вейтца (David Weitz). Ученые продемонстрировали, как крошечные капельки могут перемещаться по системе полимерных микроканалов. Капли, подобно бутылкам на заводском конвейере, движутся по лабиринту. В это время к анализируемой нанокапельке можно добавить необходимый реагент. В зависимости от того, как изменится цвет анализируемой жидкости, капелька попадет в ту или иную камеру.

Дэвид Вейтц запатентовал описанный подход и создал компанию RainDance Technologies, которая специализируется на оптимизации методов исследования.

Миллион капель в секунду

На Конференции по потребительской генетике (Consumer Genetic Conference), которая состоялась в Бостоне на прошлой неделе, доктор Вейтц предложил коммерциализировать уже существующую технологию. Ученые еще не секвенировали ДНК, но показали возможность сделать это дешево и быстро.

Изобретатели предлагают помещать в микрокамеру изученный участок ДНК с прикрепленным оптическим «штрих-кодом». В эту же камеру можно ввести неизвестную часть ДНК. Если последовательности окажутся комплементарными, то «кусочки» ДНК свяжутся и изменят цвет оптической метки. Следить за изменением цвета будет микроскоп с автоматизированной видеокамерой.

«Повторяя такую процедуру, например, тысячу раз с тысячью известными последовательностями, можно прочитать 1000 «букв» ДНК», — говорит профессор Вейтц. И добавил, что их технология позволяет производить и анализировать капельки со скоростью до миллиона в секунду.

Как утверждают авторы работы, их изобретение резко снизит стоимость секвенирования. Дело в том, что сейчас львиная доля затрат приходится на реагенты. Нанолитровые капельки позволяют использовать только необходимое количество реагента, не тратя деньги впустую. Ученый посчитал, что 30 подходов по секвенированию генома человека (такое количество необходимо, чтобы исключить вероятные ошибки) обойдутся лаборатории всего в $30.

Как сообщает MIT, компания GnuBio намерена доработать прибор для быстрого и недорогого секвенирования и поставлять его в клинические и исследовательские лаборатории.