Video: Helicos Biosciences | Wikipedia audio article 2024
Helicos BioSciences Corporation stopuje jeho kořeny v článku publikovaném v dubnu 2003, v Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS), od Cal Tech profesorem a primární autor Dr. Steve Quake. Článek popisuje předběžný vývoj techniky pro sekvenování DNA s jednou molekulou odvozenou od metody Sanger pro sekvencování podle syntézy . Za použití nové techniky byly použity fluorescenční signály pro detekci značených nukleotidových trifosfátů zabudovaných do DNA templátů navázaných na křemenný snímek.
přes omezení citlivosti, rychlosti a velikosti lze získat sekvence se nová metoda sekvenování je popsáno v PNAS byl nový a ukázal dostatečnou slib chytit oko rizikového kapitálu, který se přiblížil profesora investovat do jeho technologie. Musí existovat něco o technice, kterou investoři hledají, protože to byl první , podle dlouholetého zaměstnance a vedoucího výzkumu Dr. Timothyho Harrise … Obvykle se blíží k vědcům, je to naopak !
NASDAQ: HLCS .
Pravda Single-molekula Sequencing (TSMS TM ) technologie, ověřeny sekvenováním M13 jak je popsáno v časopise Science Magazine v dubnu 2008. Specializovaná platforma tSMS TM používá HeliScope TM Sequencer pro jednotlivé molekuly . Podle Dr. Harris byl tento konkrétní projekt zahájen v lednu 2004 a v červnu 2005 úspěšně sekvenoval virus M13, lékařsky významnou sekvenci popsanou v časopise Science.
TM ? Řetěz DNA přibližně 100-200 párů bází se rozřezá na menší fragmenty za použití restrikčních enzymů a přidávají se ocasy
polyA . Zkrácené prameny se potom hybridizují s destičkou Helicos, která má na svém povrchu vázané miliardy polyT řetězců. Každá hybridizovaná šablona je sekvenována najednou. Proto lze číst miliardy za běh. Označování se provádí v "štvorkolkách" sestávajících ze 4 cyklů pro každou ze 4 nukleotidových bází.Dále jsou přidány zářivky označené zářivkami a laser v přístroji osvětluje štítek, přičemž čtete, které prameny přijaly tuto značenou základnu. Nálepka je potom rozštěpena a další cyklus začíná novou základnou. Poté, co byla průtoková buňka ošetřena s každou bází (4 cykly), quad je kompletní a nová začíná opět s počáteční nukleotidovou bází.
TM může v současné době číst fragmenty DNA o délce přibližně 55 párů bází. Čím více základu v sekvenci, tím nižší je procento pramenů, které lze použít ve vzorku, protože některé prameny se během procesu přestávají prodloužit. Pro čtení asi 20 základů lze použít asi 86% pramenů. Pro delší čtení (55 + základních párů) klesá tento procentní podíl na přibližně 50%.
Výhoda pro jednu molekulu
Zatímco několik dalších společností nabízí různé sekvencování podle syntetických technologií s vysoce výkonnými platformami, různými činidly, za srovnatelné náklady a pro krátké čtení 25-40 párů bází, pouze Helicos čte sekvence DNA jeden nukleotid současně s jejich patentovanou technikou značení, která je dostatečně citlivá, aby umožnila čtení na jediné molekule. Jiné metody vyžadují, aby byla DNA amplifikována (pomocí PCR), aby se před sekvenováním vytvořily více (miliony) kopií. Zavádí potenciál významného stupně nepřesnosti kvůli chybám zpracování polymerázovými enzymy během amplifikace.
Od dubna 2008 byl HeliScopeTM údajně schopen sekvenovat miliardy nukleotidových bází denně.
Helicos je členem personalizované koalice medicíny a obdržela grantové financování
"genomu $ 1000". $ 1000 genom za jeden den je plánovaným cílem, který by vyžadoval, aby sekvencer zpracoval miliardy základů za hodinu. V současné době prototypový sekvencer trvá roky, než identifikuje celý genom, který by stálo mnohem více než 1000 dolarů. Aplikace pro technologii tSMSTM jsou mnoho, včetně detekce genetických variant u lidí a jiných druhů pro stanovení příčin choroby, odolnost vůči antibiotikům u bakterií, virility virem a další. Schopnost detekovat jediný gen bez amplifikace má mnoho potenciálních použití v environmentální mikrobiologii, neboť genetické techniky se často používají k detekci životaschopných, nekultivovatelných mikroorganismů nebo těch, které se nacházejí v půdě a jiných matricích, které zakazují izolaci současnými metodami. Navíc povaha vzorků životního prostředí často způsobuje potíže při amplifikaci genů pomocí PCR, kvůli problémům s kontaminací. Nicméně tyto obtíže by také musely být překonány, aby polymerázové enzymy používané v tSMSTM fungovaly bez interferencí. Teorie sekvencování jednotlivých molekul je poměrně základní a možná se divíte, proč o tom nikdo předtím neuvažoval. Ačkoli to zní jednoduše, existuje mnoho technických komponent, které se podílejí na vývoji takových platforem a spousta výzev, aby Helicos byl zaneprázdněný, včetně vývoje nových chemických reakcí a činidel, talířů a vysoce výkonných čteček.Schopnost detekovat fluorescenci jedné etikety na jedné bázi vyžaduje
vysoce citlivou instrumentaci
a chemie pro značení a detekci signálů musí být jen správná minimalizovat rušení a optimalizovat věrnost DNA polymerázu, jak se aplikuje na imobilizované templáty a značené nukleotidy. To jsou některé výzvy, kterým Helicos čelí, protože pokračuje v rozvoji této technologie v naději, že jednoho dne přinese lidský genom v hodnotě 1000 dolarů.