Lavpris, ultrahurtig DNA-sekventering bringer diagnostisk brug tættere på

Sekvensering af DNA kan blive meget hurtigere og billigere - og dermed tættere på rutinemæssig brug i klinisk diagnostik - takket være en ny metode udviklet af et forskerhold baseret på Boston University. Teamet har demonstreret den første brug af faststof -nanoporer - små huller i siliciumchips, der registrerer DNA -molekyler, når de passerer gennem poren - til at aflæse identiteten af ​​de fire nukleotider, der koder for hvert DNA -molekyle. Ud over, forskerne har vist levedygtigheden af ​​en roman, mere effektiv metode til at detektere enkelte DNA -molekyler i nanoporer.

"Vi har ansat, for første gang, en optisk baseret metode til aflæsning af DNA-sekvens kombineret med nanoporesystemet, "sagde biomedicinsk ingeniør ved Boston University, Amit Meller, der samarbejdede med andre forskere ved Boston University, og ved University of Massachusetts Medical School i Worcester. "Dette giver os mulighed for at undersøge flere porer samtidigt ved hjælp af et enkelt hurtigt digitalkamera. Således kan vores metode skaleres op enormt, giver os mulighed for at opnå hidtil uset DNA -sekventeringsgennemstrømning. "

Undersøgelsen er detaljeret i Nano bogstaver . National Institutes of Health overvejer i øjeblikket en fireårig tilskudsansøgning for yderligere at fremme Mellers nanopore-sekventeringsprojekt.

Denne billige, ultrahurtig DNA-sekventering kan revolutionere både sundhedsvæsenet og biomedicinsk forskning, og føre til store fremskridt inden for lægemiddeludvikling, forebyggende medicin og personlig medicin. Ved at få adgang til hele sekvensen af ​​en patients genom, en læge kunne bestemme sandsynligheden for, at patienten udvikler en specifik genetisk sygdom.

Teamets resultater viser, at nanoporer, som kan analysere ekstremt lange DNA -molekyler med overlegen præcision, er unikt positioneret til at konkurrere med nuværende, tredje generations DNA-sekventeringsmetoder til omkostninger, hastighed og nøjagtighed. I modsætning til disse tilgange, den nye nanopore -metode er ikke afhængig af enzymer, hvis aktivitet begrænser den hastighed, hvormed DNA -sekvenser kan aflæses.

"Dette sætter os i den unikke fordelagtige position at kunne hævde, at vores sekventeringsmetode er lige så hurtig som de hurtigt udviklende fotografiske teknologier, "sagde Meller." Vi har i øjeblikket mulighed for at aflæse omkring 200 baser i sekundet, som allerede er meget hurtigere end andre kommercielle tredje generations metoder. Dette er kun udgangspunktet for os, og vi forventer at øge denne sats med op til en faktor fire i det næste år. "
Licensiering af intellektuel ejendomsret fra Boston University og Harvard University, Meller og hans samarbejdspartnere grundlagde for nylig NobleGen Biosciences for at udvikle og kommercialisere nanoporesekvensering baseret på den nye metode.

"Jeg tror, ​​at det vil tage tre til fem år at bringe billig DNA -sekventering til det medicinske marked, forudsat at et aggressivt forsknings- og udviklingsprogram er på plads, "sagde Meller.