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