211service.com
Pusvadītāju DNS sekvencētājs
Pagājušā gada decembrī Ion Torrent, kas ir kaut kas līdzīgs sekvencēšanas nozares uzplaukumam, laida klajā savu jauno uz pusvadītāju balstīto sekvencēšanas iekārtu. Par USD 50 000 tā bija salīdzinoši lēta ierīce, kas paredzēta DNS sekvencēšanas pārvietošanai no lieliem, specializētiem centriem uz standarta laboratorijas stendu. Tagad uzņēmums saka, ka tā mašīna ir ceļā uz to, lai kļūtu par populārāko konkurētspējīgā tirgū.
Ātruma secība: Ion Torrent pusvadītāju mikroshēma (parādīta šeit) var secināt DNS paraugus tikai dažu stundu laikā.
Uzņēmums Life Technologies, kas pagājušā gada augustā iegādājās Ion Torrent par 375 miljoniem dolāru skaidrā naudā un akcijās, par savu likmi jūtas labi. Šī tehnoloģija jau ir pierādījusi savu vērtību kā vērtīgs sabiedrības veselības instruments. Jūnijā divas dažādas grupas izmantoja Ion Torrent mašīnu, lai ātri sekvencētu jauna celma genomu E. coli kas Eiropā nogalināja vairāk nekā 20 cilvēkus. Centieni palīdzēja identificēt mikrobu zāļu rezistences gēnus. Un pētnieki visā pasaulē to izmanto, lai sekvenētu gēnus, kas saistīti ar vēzi un citām slimībām, ar mērķi izveidot ātrus testus, lai noteiktu pacientam labākās zāles.
Ion Torrent konkurē ar vairākām sekvencēšanas tehnoloģijām, un visas sacenšas, lai kļūtu par ātrākajām un lētākajām: galvenais mērķis šajā jomā ir sekvencēt visu cilvēka genomu par USD 1000, kas būtu līdzvērtīgs daudzām citām ikdienas medicīniskajām pārbaudēm. Taču Džonatans Rotbergs, Ion Torrent dibinātājs, saka, ka viņa tehnoloģija, kuras pamatā ir pusvadītāji, kļūst labāka ātrāk nekā jebkura cita tehnoloģija.
Vismodernākās sekvencēšanas tehnoloģijas balstās uz fluorescējoši marķētām molekulām un mikroskopu, lai secinātu DNS. Ion Torrent iekārtas centrā ir sekvencēšanas mikroshēmas, kas elektroniski nosaka DNS sekvences. Šī pieeja novērš nepieciešamību pēc dārgiem lāzeriem un kamerām. Mikroshēmas ir izgatavotas tajos pašos pusvadītāju materiālos kā datoru mikroprocesori. Un tāpat kā ar datoru mikroshēmām, ražošanas izmaksas uz vienu mikroshēmu samazinās, jo tiek ražots lielāks skaits. Tā kā Ion Torrent mašīnas pārdošanas apjoms ir pieaudzis, sekvencēšanas mikroshēmu izmaksas ir samazinājušās no 250 USD līdz 99 USD.
Pētnieki ir arī desmitkārtīgi uzlabojuši mikroshēmas sekvencēšanas spēju; katra mikroshēma var radīt 100 miljonus bāzes pāru, salīdzinot ar 10 miljoniem bāzes pāru, kad tehnoloģija pirmo reizi tika palaista. Rotbergs saka, ka nākamajā gadā būs pieejama trešās paaudzes mikroshēma, kas spēj sekvencēt miljardu bāzu.
Kā cepures gals supravadītāju spēkam, Ion Torrent tagad ir sekvencējis pilnu Intel līdzdibinātāja genomu. Gordons E. Mūrs , tagad 82. Mūrs ir vislabāk pazīstams kā Mūra likuma radītājs, kas paredz, ka jaunu mikroshēmu apstrādes jauda dubultosies aptuveni ik pēc diviem gadiem. Ion Torrent mikroshēma sešu mēnešu laikā ir uzlabojusies desmitkārtīgi, un tas ir straujš progress, ko Rotbergs piedēvē uzkrātajam Mūra likumam vai gadu desmitiem ilgajiem pētījumiem un miljardiem dolāru, kas ieguldīti ātrāku mikroprocesoru izgatavošanā.
Šobrīd Ion Torrent tehnoloģija nav piemērota visu cilvēka genomu sekvencēšanai. Mūra secībai bija nepieciešami aptuveni 1000 žetonu un kopējās izmaksas aptuveni 200 000 USD. Turpretim citas tehnoloģijas ir samazinājušas visa genoma izmaksas līdz USD 5000 līdz USD 20 000 atkarībā no tā, kā tiek aprēķinātas izmaksas.
Ion Torrent tehnoloģija ir vispiemērotākā mazu genomu, piemēram, mikrobu genomu, sekvencēšanai vai gēnu atlasei, piemēram, tiem, kas ir saistīti ar vēzi. Mēs neesam lētākā mašīna cilvēka genomam, taču mēs esam lētākie, ja vēlaties apskatīt 200 gēnus vai patogēnu, kas atrodas aiz uzliesmojuma, saka Rotbergs. Viņš prognozē, ka līdz 2013. gadam Ion Torrent būs izstrādājis mikroshēmu, kas spēj sekvencēt visu cilvēka genomu.
Tomēr daudzi no medicīniski svarīgākajiem testiem, ko ārsti vēlas veikt šodien, ietver tikai desmitiem vai simtiem gēnu. Un šajos gadījumos lielākā jaunās tehnoloģijas priekšrocība ir tās ātrums; tā var sekvencēt DNS paraugu pāris stundās, nevis nedēļā vai ilgāk, kas nepieciešama lielākajai daļai šobrīd tirgū esošo iekārtu. Ģenētiskajai diagnostikai ārsti vēlas ātrus rezultātus. Tomēr Ion Torrent mašīna joprojām tiek uzskatīta par pētniecības ierīci; to vēl nav apstiprinājusi ASV Pārtikas un zāļu pārvalde klīniskai lietošanai.
Yemi Adesokan, genomikas startup Pathogenica līdzdibinātājs, izmanto Ion Torrent tehnoloģiju, lai izstrādātu cilvēka papilomas vīrusa testu Pap uztriepes paraugos. Atšķirībā no esošajiem testiem, Ion Torrent spēs atklāt infekciju ar vairākiem vīrusa celmiem, ko var saistīt ar paaugstinātu vēža risku. Tas darbojas patiešām labi, jo īpaši attiecībā uz apgrozījuma laiku, saka Adesokan.