Секвенирование генома за несколько минут - это реально

11.05.2017

Шерлоку Холмсу в наше время было бы совершенно нечем заняться. За полтора столетия криминалистика шагнула настолько глубоко, что определяет, кто присутствовал при совершении преступления, по малейшим следам ДНК. Сложность заключается в высокой стоимости процедуры секвенирования - то есть получения текстового описания нуклеотидной последовательности. Помимо прочего, процесс включает в себя сепарацию и пурификацию - то есть разделение участков цепи нуклеотидов и их очистку от посторонних примесей соответственно.

В журнале Microsystems and Nano Engineering опубликована работа ученых из голландского Университета Твенте. Они изобрели устройство на основе микрочипа, которое значительно облегчает проведение сепарации и пурификации - часы, потраченные на секвенирование, превращаются в минуты.

Микроканалы, расположенные по бокам стеклянной основы микрочипа, ведут к площадке для сепарации, расположенной в центре. При помощи электродов на площадке создается электрическое поле, в котором ток течет в двух взаимно перпендикулярных направлениях, разделяя участки цепи ДНК. Принцип сепарации основан на том, что в электрическом поле участки цепи большого размера, помещенные в особый гель, движутся медленнее, чем маленькие участки. Традиционный способ разделения основан на том же принципе, но там электроток односторонний.

Исследование показывает, что фрагменты размерами от 500 до 10 000 базовых пар нуклеотидов разделяются за две минуты.

Кроме высокой скорости работы, микрочип вышел очень дешевым. Таким образом, вследствие открытия нидерландских исследователей, стоимость секвенирования может сильно упасть, а это значит, что большие перспективы получит медицинская диагностика, криминалистика и другие отрасли, связанные с исследованиями генома.