Udhëheqësit në Teknologjinë Single Molecule
Megjithë kufizimet në ndjeshmërinë, shpejtësinë dhe madhësinë e sekuencës së arritshme, metoda e re e sekuencimit e përshkruar në PNAS ishte e re dhe tregoi premtime të mjaftueshme për të kapur syrin e kapitalistëve sipërmarrës të cilët iu afruan profesorit për investimin në teknologjinë e tij. Duhet të ketë pasur diçka në lidhje me teknikën që ishte ajo që investitorët kërkojnë, pasi kjo ishte e para , sipas një anëtari të gjatë të stafit dhe drejtorit të lartë të Kërkimeve, Dr. Timothy Harris ... investitorët sipërmarrës zakonisht nuk i drejtohen shkencëtarët, është e kundërta !
Publikimi i PNAS u lirua më 1 prill 2003, raundi i parë i financimit për një kompani të re u inicua më 19 dhjetor 2003 dhe më 2 janar 2004, Helicos hapi dyert e veta me 5 punonjës, duke përfshirë Dr. Harris specialist në shkencën e matjes dhe teknologjinë e molekulës së vetme. Helicos ndodhet aktualisht në Kembrixh MA, SHBA dhe, pas 2 raundeve të financimit të investimeve, dhe si një IPO më 27 maj 2007, ajo tani tregtohet publikisht nën NASDAQ: HLCS .
Helicos specializohet në teknologjitë e analizës gjenetike, në veçanti, një teknologji të Sekuencës së Vërtetë me Molekulat e Vetme (tSMS TM ) , e vërtetuar me sekuencimin e gjenomit të virusit M13 siç përshkruhet në revistën Science në prill 2008. Platforma e specializuar tSMS TM përdor HeliScope TM Single Sequencer molekulare .
Sipas Dr. Harris, ky projekt i veçantë filloi në janar 2004, dhe deri në qershor 2005 ata kishin sekuencuar me sukses virusin M13, një sekuencë me rëndësi mjekësore, e përshkruar në dokumentin e Shkencës.
Si funksionon tSMS TM ?
Një fije floku e ADN-së prej rreth 100-200 palë bazash pritet në fragmente të vogla duke përdorur enzima kufizuese dhe shtohen bishtat e poliA . Fijet e shkurtuara më pas hybridizohen në pllakën e qelizës së rrjedhës Helicos, e cila ka miliarda zinxhirë polyT të lidhur në sipërfaqen e saj. Secili model i hibridizuar sekuestrohet në të njëjtën kohë. Prandaj mund të lexohen miliarda për çdo vit. Etiketimi kryhet në "quads" që përbëhen nga 4 cikle secila, për secilën nga 4 bazat e nukleotideve. Janë shtuar bazat me fluoreshente dhe një lazer në instrument ndriçon etiketën duke marrë një lexim se cilat fije kanë marrë atë bazë të veçantë etiketuar. Etiketa pastaj është e ndarë dhe cikli i ardhshëm fillon me një bazë të re. Pasi qeliza rrjedhëse është trajtuar me secilën bazë (4 cikle), quad është i plotë dhe një i ri fillon përsëri me bazën fillestare të nukleotideve.
Aktualisht, HeliScope TM mund të lexojë fragmente të ADN-së me rreth 55 palë bazë gjatësi. Sa më shumë baza në sekuencë, aq më e ulët është përqindja e fijeve që mund të përdoren në një mostër, sepse disa fije nuk pushojnë gjatë zgjatjes së procesit.
Për leximin e 20 ose më shumë bazave, mund të përdoret rreth 86% e fijeve. Për lexime më të gjata (55 ose dy palë bazë) kjo përqindje bie në rreth 50%.
Advantage Single-Molecule
Ndërkohë që disa kompani të tjera ofrojnë teknologji të ndryshme të sekuencimit sipas sintezës me platforma të larta të xhiros, reagente të ndryshëm të ndryshëm, me kosto të krahasueshme, dhe për lexime të shkurtra të 25-40 bazave, vetëm Helicos lexon sekuencën e ADN-së një nukleotid në një kohë me patentimin e tyre teknikë etiketimi që është mjaft e ndjeshme për të lejuar leximin në një molekulë të vetme. Metoda të tjera kërkojnë që ADN-ja të përforcohet (duke përdorur PCR ) për të bërë disa (miliona) kopje para se të renditen. Ai paraqet potencialin për një shkallë të konsiderueshme të pasaktësisë për shkak të gabimeve të përpunimit nga enzimat e polimerazës gjatë amplifikimit.
Që nga prilli 2008, HeliScopeTM thuhet se ishte në gjendje të sekuojë miliarda baza bërthamore në ditë.
Helicos është anëtar i Koalicionit të Mjekësisë të Personalizuar dhe ka marrë fonde " grante për $ 1000 genome" . Gjenomi prej $ 1000 në një ditë është një qëllim i parashikuar që do të kërkonte që sequencer të përpunonte miliarda baza në orë. Aktualisht, sequencer prototip do të duhen vite për të identifikuar një gjenomë të tërë, e cila do të kushtonte shumë më tepër se $ 1000.
Aplikacionet për teknologjinë tSMSTM janë të shumta, duke përfshirë zbulimin e varianteve gjenetike në njerëz dhe lloje të tjera për përcaktimin e shkaqeve të sëmundjes, rezistencës antibiotike në bakterje, virility në viruset dhe më shumë. Aftësia për të zbuluar një gjen të vetëm pa përforcim ka shumë përdorime potenciale në mikrobiologjinë mjedisore, pasi teknikat gjenetike shpesh përdoren për të zbuluar mikroorganizmat e mundshëm, jo të kultivueshëm ose ato që gjenden në tokë dhe matricat e tjera që ndalojnë izolimin me metodat e tanishme. Për më tepër, natyra e mostrave mjedisore shpesh paraqet vështirësi për amplifikimin e gjeneve duke përdorur PCR, për shkak të çështjeve të kontaminimit. Megjithatë, këto vështirësi gjithashtu duhet të tejkalohen në mënyrë që enzimat e polimerazës të përdorura në tSMSTM të funksionojnë pa ndërhyrje.
Teoria prapa sekuencës së molekulave të vetme është mjaft themelore, dhe ju mund të pyesni veten pse askush nuk e ka menduar më parë. Megjithëse kjo duket mjaft e thjeshtë, ka shumë komponente teknike të përfshira në zhvillimin e platformave të tilla, si dhe shumë sfida për të mbajtur Helicos të zënë, duke përfshirë zhvillimin e reagimeve të reja kimike dhe reagentëve, pllakave dhe lexuesve me performancë të lartë. Aftësia për të zbuluar ndriçimin fluoreshent të një etiketi të vetëm në një bazë të vetme kërkon një instrumentacion shumë të ndjeshëm dhe kimia për etiketimin dhe zbulimin e sinjaleve duhet të jetë e drejtë vetëm për të minimizuar ndërhyrjen dhe për të optimizuar besnikërinë e polimerazës së ADN-së ashtu siç aplikohet në modelet e immobilizuara dhe etiketuar nukleotide. Këto janë disa nga sfidat me të cilat ballafaqohet Helicos pasi vazhdon të zhvillojë këtë teknologji me shpresën që një ditë të japë një gjenomë njerëzore prej $ 1000, një ditë.