Tek Molekül Teknolojisinde Liderler
Duyarlılık sırasındaki hassasiyet, hız ve boyuttaki kısıtlamalara rağmen, PNAS'da tarif edilen yeni sıralama yöntemi yeniydi ve profesöre teknolojisine yatırım yapma konusunda yaklaşan girişimci kapitalistlerin gözünü yakalamak için yeterli bir vaatte bulundu. Uzun vadeli bir personel ve Araştırma Direktörü Dr. Timothy Harris'e göre, girişimci yatırımcıların aradığı teknikle ilgili bir şey olmalıydı. bilim adamları, bu başka bir yoldur !
PNAS yayını 1 Nisan 2003'te piyasaya sürüldü, yeni bir şirket için ilk finansman turu 19 Aralık 2003'te başladı ve 2 Ocak 2004'te Helicos, Dr. Harris dahil 5 çalışanla kapılarını açtı. Ölçüm bilimi ve tek molekül teknolojisi uzmanı. Helicos şu anda Cambridge MA, ABD'de yer almaktadır ve 2 tur yatırım finansmanı sonrasında ve 27 Mayıs 2007 tarihinde halka arz olarak şu anda halka açık NASDAQ: HLCS altında işlem görmektedir .
Helicos, genetik analiz teknolojilerinde, özellikle de 2008 yılının Nisan ayında Science dergisinde anlatıldığı gibi M13 virüs genomunun dizilimi ile doğrulanan Gerçek Tek Molekül Dizileme (tSMS TM ) teknolojisinde uzmandır. Özel tSMS TM platformu, HeliScope TM Single'ı kullanır. Molekül sıralayıcısı .
Harris'e göre, bu proje Ocak 2004'te başladı ve Haziran 2005'te Bilim gazetesinde açıklanan tıbbi olarak ilgili bir dizi olan M13 virüsünü başarıyla sıraladılar.
TSMS TM Nasıl Çalışır?
100-200 baz çifti hakkında bir DNA dizisi, kısıtlama enzimleri kullanılarak daha küçük parçalara kesilir ve poliA kuyrukları eklenir. Kısaltılmış iplikler daha sonra yüzeyine bağlanmış milyarlarca polyT zincirine sahip olan Helicos akış hücre plakasına hibritlenir. Her melezleştirilmiş şablon bir kerede sıralanır. Bu nedenle, çalışma başına milyarlarca okunabilir. Etiketleme, 4 nükleotid bazın her biri için 4 döngüden oluşan "dörtlü" lerde gerçekleştirilir. Floresan etiketli bazlar eklenir ve enstrümandaki bir lazer, hangi etiketlerin belirli bir etiketli tabana uyduğunu okuyarak etiketi aydınlatır. Etiket daha sonra parçalanır ve sonraki döngü yeni bir taban ile başlar. Akış hücresi, her bir bazla (4 döngü) işleme tabi tutulduktan sonra, dörtlü tamamlanır ve yeni bir başlangıç, başlangıç nükleotit bazı ile tekrar başlar.
Halen, HeliScope TM , yaklaşık 55 baz çiftinin DNA fragmanlarını okuyabilir. Dizideki daha fazla baz, bir örnekte kullanılabilecek iplik tellerinin yüzdesi o kadar düşüktür, çünkü bazı iplikler işlem sırasında uzamayı bırakır.
20 veya daha fazla bazın okunması için, tellerin yaklaşık% 86'sı kullanılabilir. Daha uzun okumalar için (55+ taban çifti) bu yüzde yaklaşık% 50'ye düşer.
Tek Molekül Avantajı
Diğer birçok şirket, yüksek verimli platformlar, çeşitli maliyetler, benzer maliyetlerle ve 25-40 baz çifti kısa okumalar için çeşitli sentezleme-sentez teknolojileri sunarken, sadece Helicos patentli olarak DNA dizisini bir nükleotid okur Tek bir molekül üzerinde okumalara izin verecek kadar hassas olan etiketleme tekniği. Diğer yöntemler, dizilemeden önce çoğul (milyonlarca) kopya yapmak için DNA'nın amplifiye edilmesini ( PCR kullanarak) gerektirir. Amplifikasyon sırasında polimeraz enzimleri tarafından işleme hatalarından dolayı önemli ölçüde yanlışlık potansiyeli ortaya çıkarır.
Nisan 2008 itibariyle, HeliScopeTM'in günde milyarlarca nükleotid baz dizilebildiği bildirildi.
Helicos, Kişiselleştirilmiş Tıp Koalisyonu üyesidir ve "1000 $ genom" hibe fonu almıştır. Bir günde 1000 $ 'lık genom, sıralayıcının saatte milyarlarca üssü işlemesini gerektirecek tahmini bir hedeftir. Şu anda, prototip sıralayıcı, 1000 $ 'dan çok daha pahalıya mal olacak bütün bir genomu tanımlamak için yıllar alacaktı.
TSMSTM teknolojisi uygulamaları, insanlarda ve diğer türlerde hastalıkların nedenlerini, bakterilerde antibiyotik direncini, virüslerde virility ve daha fazlasını saptamak için genetik varyantların saptanması dahil olmak üzere birçok kişidir. Amplifikasyon olmadan tek bir geni saptama yeteneği, çevresel mikrobiyolojide pek çok potansiyel kullanım alanına sahiptir, çünkü genetik teknikler çoğu zaman canlı, üretilemez mikroorganizmaları veya mevcut yöntemlerle izolasyonu engelleyen toprak ve diğer matrislerde bulunanları tespit etmek için kullanılır. Ayrıca, çevresel numunelerin doğası, kontaminasyon sorunları nedeniyle, PCR kullanılarak gen amplifikasyonu için sıklıkla zorluklar doğurmaktadır. Bununla birlikte, bu zorlukların, tSMSTM'de kullanılan polimeraz enzimlerinin müdahale olmadan işlev görmesi için üstesinden gelinmesi gerekecektir.
Tek moleküllü dizilemenin ardındaki teori oldukça basittir ve kimsenin daha önce hiç düşünmediğini merak edebilirsiniz. Yeterince basit görünse de, bu tür platformları geliştirme konusunda birçok teknik bileşen ve Helicos'u meşgul etmek için yeni kimyasal reaksiyonlar ve reaktifler, plakalar ve yüksek verimli okuyucular dahil olmak üzere birçok zorluk var. Tek bir tabanda tek bir etiketin floresansını tespit etme kabiliyeti son derece hassas enstrümantasyon gerektirir ve sinyalleri etiketlemek ve saptamak için kimya, girişimi en aza indirmek ve immobilize şablonlara uygulandığı ve etiketlendiği için DNA polimerazının uygunluğunu optimize etmek için sadece doğru olmalıdır. nükleotid. Bunlar, bir gün 1000 dolar, 1 günlük insan genomunu uyandırmak ümidiyle bu teknolojiyi geliştirmeye devam ederken, Helicos'un karşılaştığı zorluklardan bazıları.