Badania DNA

Powstał miniaturowy sprzęt do badań DNA – czy szykuje się przełom w genetyce?

Jeszcze do niedaw­na odczy­tanie czy­je­goś kodu gene­ty­cznego wyma­gało cza­su, przestrzeni i przede wszys­tkim sporych nakładów finan­sowych. Już niebawem może się to zmienić, a to za sprawą kies­zonkowego sprzę­tu do badań DNA i tech­nologii zwanej Min­ION.

Laboratoria genetyczne już nie będą potrzebne?

Sek­wencjonowanie, czyli odczy­ty­wanie kole­jnych par nuk­leo­ty­dów (to z nich zbu­dowane jest DNA u wszys­t­kich żywych orga­nizmów) do tej pory odby­wało się wyłącznie w spec­jal­nych lab­o­ra­to­ri­ach, przy uży­ciu kom­put­era, sek­we­na­to­ra i wielu odczyn­ników. Był to pro­ces dość powol­ny, do tego wyma­gał sporej przestrzeni na niezbęd­ną aparaturę. Nowa tech­nolo­gia, zapro­ponowana przez bry­tyjską fir­mę Oxford Nanopore ma całkowicie rozwiązać ten prob­lem. Stworzyła ona bowiem urządze­nie o rozmi­arach gwiz­d­ka, które przy uży­ciu metody sek­wencjonowa­nia nanoporowego potrafi w szy­b­ki sposób odczy­tać infor­ma­cję zapisaną w mate­ri­ale gene­ty­cznym żywego orga­niz­mu, nie tylko człowieka, ale też wielu roślin i zwierząt.

Dzię­ki tej przenośnej miniatur­owej tech­nologii bada­nia będzie moż­na przeprowadzać w dowol­nym miejs­cu, cza­sie i bez spec­jal­isty­cznej wiedzy z zakre­su gene­ty­ki czy biotech­nologii. Z urządzenia już od pon­ad roku korzys­ta prof. Mas­si­mo Delle­donne, gene­tyk z Uni­w­er­syte­tu w Weronie. Sprawdza­ją go także naukow­cy z 40 innych kra­jów, w tym z Pol­s­ki. Na czym jed­nak pole­ga sek­wencjonowanie nanoporowe?

Czym jest sekwencjonowanie nanoporowe?

Nanopory to miniatur­owej wielkoś­ci otwor­ki w cienkiej warst­wie mate­ri­ału, jed­nak na tyle duże, aby poje­dyncza cząstecz­ka DNA mogła swo­bod­nie przez nie prze­jść. Cały ten pro­ces napędza niewielkie napię­cie elek­tryczne, pow­sta­jące w chwili prze­dostawa­nia się DNA przez otwór. Wartość ładunku elek­trycznego reje­strowanego przez amper­omierz wskazu­je, jaki z czterech nuk­leo­ty­dów – A, T, G czy C, przeszedł właśnie przez otwór. Sek­wencjonowanie nanoporowe ma jeszcze jed­ną bard­zo ważną zaletę – jest szy­bkie. Potrafi bowiem odczy­tać nawet 100 tysię­cy nuk­leo­ty­dów jed­nocześnie, czyli 100 razy więcej niż pozwala­ją na to trady­cyjne metody. Nowa tech­nolo­gia będzie też sto­sunkowo tania – koszt Min­IONU wraz z gigan­ty­czną bazą danych wynosi 1000 dolarów.

Zastosowanie sekwencjonowania nanoporowego w medycynie

Sek­wencjonowanie przy pomo­cy nanoporów już ter­az zna­j­du­je sze­rok­ie zas­tosowanie w diag­nos­tyce różnego rodza­ju chorób. Możli­wość jed­noczes­nego odczy­ta­nia długich sek­wencji nuk­leo­ty­dów zmniejsza bowiem ryzyko przeoczenia niepraw­idłowoś­ci w mate­ri­ale gene­ty­cznym, świad­czą­cych np. o obec­noś­ci poważnej wady roz­wo­jowej lub nowot­woru. Nic wiec dzi­wnego, że w nowym urządze­niu pokładane są tak wielkie nadzieje.

Za wcześnie, aby mówić o przełomie

Nie wszyscy naukow­cy podziela­ją entuz­jazm prof. Delle­donne. Wielu gene­tyków pod­chodzi do wynalazku z dużą rez­er­wą, pod­kreśla­jąc, że wyni­ki uzyski­wane przez MIn­ION nadal nie są jeszcze zbyt pre­cyzyjne. Więk­szość jest jed­nak zgod­na w stwierdze­niu, że nowa meto­da ma ogrom­ny potenc­jał, który na pewno warto wyko­rzys­tać.

18 sierp­nia 2015