211service.com
Polovodičový sekvenátor DNA
Loni v prosinci společnost Ion Torrent, něco jako nováček v sekvenačním průmyslu, uvedla na trh svůj nový sekvenční stroj na bázi polovodičů. Za 50 000 dolarů to bylo poměrně levné zařízení určené k přesunu sekvenování DNA z velkých specializovaných center na standardní laboratorní lavice. Nyní společnost říká, že její stroj je na cestě stát se nejoblíbenějším na konkurenčním trhu.
Rychlostní sekvence: Polovodičový čip Ion Torrent (zde zobrazen) dokáže sekvenovat vzorky DNA během několika hodin.
Společnost Life Technologies, která loni v srpnu koupila Ion Torrent za 375 milionů dolarů v hotovosti a akciích, má ze své sázky dobrý pocit. Tato technologie se již osvědčila jako cenný nástroj veřejného zdraví. V červnu dvě různé skupiny použily stroj Ion Torrent k rychlému sekvenování genomu nového kmene E-coli která v Evropě zabila více než 20 lidí. Toto úsilí pomohlo identifikovat geny rezistence mikrobů na léky. A vědci po celém světě jej používají k sekvenování genů podílejících se na rakovině a dalších onemocněních s cílem vytvořit rychlé testy, které určí nejlepší lék pro pacienta.
Ion Torrent soutěží s řadou sekvenačních technologií, všechny závodí o to, aby se staly nejrychlejšími a nejlevnějšími: přelomovým cílem v této oblasti je sekvenovat celý lidský genom za 1 000 dolarů, což by jej vyrovnalo mnoha dalším rutinním lékařským testům. Ale Jonathan Rothberg, zakladatel Ion Torrent, říká, že jeho technologie, která je založena na polovodičích, se zlepšuje rychleji než kdokoli jiný.
Většina pokročilých sekvenačních technologií spoléhá na fluorescenčně značené molekuly a mikroskop k sekvenování DNA. Srdcem stroje Ion Torrent jsou sekvenační čipy, které detekují sekvence DNA elektronicky. Tento přístup odstraňuje potřebu drahých laserů a kamer. Čipy jsou vyráběny ve stejných polovodičových továrnách jako počítačové mikroprocesory. A stejně jako u počítačových čipů klesají výrobní náklady na čip s tím, jak se vyrábí větší množství. Jak prodeje stroje Ion Torrent vzrostly, náklady na sekvenační čipy klesly z 250 USD na 99 USD.
Výzkumníci také desetinásobně zlepšili sekvenační kapacitu čipu; každý čip může generovat 100 milionů párů bází, což je nárůst oproti 10 milionům párů bází při prvním spuštění technologie. Rothberg říká, že čip třetí generace schopný sekvenovat miliardu základen bude k dispozici příští rok.
Jako špička klobouku před výkonem supravodičů nyní Ion Torrent sekvenoval celý genom spoluzakladatele Intelu. Gordon E. Moore , nyní 82. Moore je nejlépe známý jako tvůrce Moorova zákona, který předpokládá, že výpočetní výkon nových čipů se zdvojnásobí přibližně každé dva roky. Čip Ion Torrent se za šest měsíců desetkrát zlepšil, což je rychlý pokrok, který Rothberg připisuje nahromaděnému Mooreovu zákonu nebo desetiletím výzkumu a miliardám dolarů, které byly vynaloženy na výrobu rychlejších mikroprocesorů.
V tuto chvíli není technologie Ion Torrent vhodná pro sekvenování celých lidských genomů. Mooreova sekvence vyžadovala asi 1 000 žetonů a celkové náklady asi 200 000 $. Jiné technologie naproti tomu snížily náklady na celý genom na 5 000 až 20 000 USD, v závislosti na tom, jak se náklady počítají.
Technologie Ion Torrent je nejšikovnější při sekvenování malých genomů, jako jsou genomy mikrobů, nebo výběr genů, jako jsou ty, které byly spojeny s rakovinou. Nejsme nejlevnější stroj na lidský genom, ale jsme nejlevnější, pokud se chcete podívat na 200 genů nebo patogena za ohniskem, říká Rothberg. Předpovídá, že do roku 2013 Ion Torrent vyvine čip schopný sekvenovat celý lidský genom.
Mnohé z lékařsky nejrelevantnějších testů, které chtějí lékaři dnes provádět, však zahrnují pouze desítky nebo stovky genů. A v těchto případech je největší výhodou nové technologie její rychlost; dokáže sekvenovat vzorek DNA za několik hodin, spíše než týden nebo déle, které vyžaduje většina strojů nyní na trhu. U genetické diagnostiky chtějí lékaři výsledky rychle. Stroj Ion Torrent je však stále považován za výzkumné zařízení; dosud nebyl schválen americkým Úřadem pro kontrolu potravin a léčiv pro klinické použití.
Yemi Adesokan, spoluzakladatel genomického startupu Pathogenica, používá technologii Ion Torrent k vývoji testu na lidský papilloma virus ve vzorcích papilomů. Na rozdíl od stávajících testů bude Ion Torrent schopen detekovat infekci více kmeny viru, což může být spojeno se zvýšeným rizikem rakoviny. Funguje to opravdu dobře, zejména pokud jde o dobu obratu, říká Adesokan.