ADN con una sola mano: dispositivo portátil de secuenciación de ADN
El secuenciador portátil más pequeño del mundo es más pequeño que la palma de tu mano y pesa alrededor de 100 g. Parece un cuboide en una caja sellada. Este es el dispositivo de secuenciación de ADN ─ MinION lanzado por Oxford Nanopore Technologies. Además de la ventaja de su tamaño pequeño, MinION también es bastante sencillo de usar: simplemente conecte el cable al puerto USB de la computadora, abra el software operativo para configurar los parámetros y luego coloque la muestra en el orificio preestablecido del instrumento; para iniciar el análisis. MinION tiene dos ventajas: la longitud legible del ADN es extremadamente larga (secuenciamos con éxito 200.000 pares de bases en el experimento) y los resultados de la lectura se pueden ver al mismo tiempo durante el proceso de secuenciación, sin esperar a que el programa se complete por completo. Esto no sólo puede manejar casi todo el trabajo de decodificación de ADN para fines de secuenciación no genómica, sino que también tiene la capacidad de rastrear y utilizar los resultados de la secuenciación en tiempo real, sin el problema de no poder obtener resultados debido a errores operativos o fallas en el procesamiento de muestras después. secuenciación.
Tecnología clave: el chip de detección de Nanohole Minion se basa en una película de polímero no conductor con agujeros. Cada orificio tiene un nanocanal de proteína incrustado en él, que solo puede permitir el paso de un único ADN. Cuando el ADN se divide en dos hebras simples mediante enzimas que abren la doble hélice, una de las hebras será empujada poco a poco a través del canal proteico. En este momento, la unidad de detección en el borde del agujero determina cuál de los códigos genéticos A, T, C y G representa la molécula pasada y envía el resultado de la determinación a una computadora externa para registrar el código de secuencia. Después de leer uno de ellos, la mitad complementaria se envía para leerla nuevamente y finalmente compararla entre sí para aumentar la precisión. Además, debido a que hay cientos de agujeros en el chip, que pueden ser leídos por varias personas al mismo tiempo, Oxford Nanopore Technologies afirma que puede secuenciar un código de longitud de 150 millones de bases a la vez. En términos relativos, el genoma humano * * * tiene aproximadamente 3 mil millones de bases, por lo que teóricamente podría secuenciarse con 20 dispositivos portátiles MinION, lo cual está muy lejos de los 11 años que tomó el proyecto original de secuenciación del genoma humano.
Limitaciones y mejoras Aunque hay muchas ventajas mencionadas anteriormente, la alta tasa de error de MinION siempre ha sido su mayor problema. Aunque los evaluadores internos afirman que la tasa de error es sólo del 5%, muchos investigadores han descubierto que la tasa de error puede llegar hasta el 30%. Las secuencias de bases idénticas repetidas son el mayor problema en la secuenciación. E incluso si la precisión puede alcanzar el 95%, no es tan aceptable como el umbral clínico y forense; imagine que la secuencia genética entre personas tiene solo un 1% de diferencia, entonces las autoridades legales pueden usar una máquina con una precisión de solo el 95%. ¿Determinar que el residuo de ADN proviene de una persona concreta y condenar o incluso imponer la pena de muerte? En comparación con MinION, la máquina de secuenciación de Illumina, una antigua marca de secuenciación de ADN, tiene una precisión de >:99,98% y el costo de los consumibles desechables es mucho menor; sin embargo, el cuerpo de la máquina es obviamente voluminoso y costoso; Para compensar esta deficiencia y alcanzar a los competidores, los desarrolladores de MinION están realizando mejoras activamente, como aumentar la sensibilidad de los dispositivos de lectura o actualizar el software de análisis para deletrear secuencias de ADN más precisas.
MinION eventualmente subvertirá el marco de investigación biológica existente. Algunas personas pueden cuestionar que el secuenciador de ADN original ya esté muy maduro y que el costo sea relativamente bajo. ¿Qué tan competitivo es un producto nuevo con una tasa de error del 30%? Pero al igual que el objetivo corporativo de Oxford Nanopore Technologies: cualquier persona, en cualquier lugar, puede analizar cualquier organismo, este dispositivo portátil de secuenciación de ADN puede completar trabajos importantes de manera oportuna, incluso en lugares donde los recursos son escasos. Por ejemplo, hace unos días estalló un brote del virus del Ébola en África occidental. Los científicos llevaron a MinION al área epidémica, obtuvieron muestras en el lugar e identificaron la cepa del virus que causó la epidemia en un corto período de tiempo. Además, la NASA también está probando si este equipo se puede utilizar en un entorno de gravedad cero y se espera que en el futuro se incluya en el programa de exploración de Marte para analizar por primera vez cualquier materia orgánica en el Planeta Rojo. Además, MinION, que ha sido mejorado y mejorado en precisión, se puede utilizar como parte de la educación básica en las escuelas primarias y secundarias. Por lo tanto, el nuevo concepto aportado por MinION es que la investigación biológica y genética ya no será un trabajo de alto umbral con alto conocimiento y capital, sino que tendrá la oportunidad de volverse tan popular como la tecnología de la información. ¡Para entonces, todos tendrán la oportunidad de convertirse en el próximo Darwin en el campo genético!
Referencia
1. Página de introducción oficial de Oxford Nanopore a MinION: nano petech/products-services/MinION-mki 2.
Informe especial en la famosa revista de naturaleza Minion: Nature/news/Pint-size-DNA-sequencer-impressions-first-users-1.10.
Fuente de la imagen: max mollon/explorations/zm science/medicine/geic/Oxford-nano pore-minion-u * * *-DNA-sequencing-3219443/ro Wikipedia/wiki/sec ven %C8. %9 bierea_nano poro.
Este artículo es una reproducción de: GENEONLINE, el equipo de medios más profesional en el campo de la genética.
Tema: ADN, Nano, Proteína.