Kurioza naukowe / Scientific curiosities ISSN 1176-7545; rok XIII; No 2943

Zestawienie tematyczne prowadzone na bieżąco

 

Jedno zdumienie dziennie...

 

.

Zapowiada się rewolucja w odczytywaniu genomów.

Odkrycie 'Kodu Życia' zrewolucjonizowało nasze spojrzenie na organizmy żywe. Dla biologii to chyba drugie co do ważności odkrycie po teorii ewolucji. Teoria ewolucji przeniknęła do wszystkich dziedzin życia, okazało się nagle, że wszystko ewoluuje, od galaktyk do najmniejszych bakterii i wirusów, od od filozofii do polityki, od mody do techniki lotów kosmicznych. 
Genomika mocno już weszła do naszego życia codziennego poprzez medycynę, kryminologię, i jest to proces nieodwracalny, na dobre czy na złe. Ograniczeniem jest czas potrzebny do wykonania analiz, no i koszta. Pierwsze odczytanie genomu ludzkiego zajęło parę lat i kosztowało miliony. Teraz wykonanie analizy całego genomu jakiegokolwiek organizmu to miesiące pracy i dziesiątki tysięcy dolarów. Liczba roślin i zwierząt, bakterii i wirusów o kompletnie poznanym genomie rośnie ciągle i tzw klub genomowy liczy już sobie kilkadziesiąt członków. 
Wygląda jednak na to, że czeka nas rewolucja w tym względzie. Już pod koniec ubiegłego wieku, wraz z rewolucją nanorurkową, przyszło odkrycie, że sznureczki DNA można przeciągać przez mikropory w błonie monomolekularnej przez wymuszenie ich ruchu przy pomocy pola elektrycznego. Podczas ich przechodzenia przez pory białkowe można wychwycić specyficzny sygnał, ale czas ich przeciągania przez błonę był zbyt krótki i nie pozwalał na dokładniejszą analizę tego sygnału i pełną identyfikację sekwencji. Tymczasem badacze z uniwersytetu stanowego Washington w Seatle wpadli na prosty pomysł. Do łańcuszka DNA doczepiają tzw białko phi29 (bardzo często stosowane w immunologii i badaniu fagów). Powoduje to znakomite spowolnienie przeciągania łańcucha DNA przez mikropory do tego stopnia, że pozwala to rejestrację sygnału każdego nukleotydu i jego identyfikację. Powstaje sekwencja sygnałów obrazująca sekwencję zasad w łańcuchu DNA i odczytać ją można jak z taśmy dalekopisu. Identyfikacja jest prosta, mamy tylko cztery różniące się sygnały, bo z czterech tylko zasad zbudowany jest kwas nukleinowy. W przeciwieństwie do mikrosekund przepływu DNA nie połączonego z phi29, i miesięcy potrzebnych na analizę łamigłówki w dawnych technikach analizy fragmentów, tu czas przepływu jest rzędu 30 zasad na sekundę. A z tym techniki analizy sygnałów łatwo sobie radzą. Zasada jest prosta. Do mikropory wciągany jest siłami elekrycznymi łańcuszek DNA obciążony phi29, tam porzuca phi29 generując sygnał rejestrowany przez odpowiednie czujniki i wychodzi jako DNA. Odczytanie sekwencji sygnałów daje obraz sekwencji zasad w kwasie. Przepustowość systemu to 30 zasad na sekundę, a więc szybkość analizy to ponad 2,5 miliona zasad na dobę. 
Ale genom ludzki zawiera ponad 3 miliardy zasad, więc analiza wymagałaby i tak ponad 1000 dni, ponad trzy lata. Ale jest na to wyjście. Takich układów działających równolegle można uruchomić tysiące, wtedy pełna analiza sprowadza się do kilku godzin, a może i mniej, w zależności od ilości uruchomionych nanopor. Autorzy uważają, że koszt analizy jednego genomu wynosić będzie poniżej 1000 dolarów i potrwa tylko 15 minut. 
Tak więc, w niedalekiej przyszłości, każdy będzie mógł nosić ze sobą dyskietkę ze swoim kompletnym 'ja', porównać z ew. partnerem, wyłgać się od zarzutów kryminalnych, itp. Autorzy dosyć niejasno opisują sama technologię badań. A wynika to z praw patentowych, chodzi o grubą forsę - rzecz, niestety stanowi często kłodę u nóg nowatorskich badań*). Oczywiście następnym klientem technologii, jak tylko będzie opanowana do użytku masowego, będzie policja, tajna i nietajna. A skutki tego to już zakres orwellowskiej czarnej fantazji. 

*)PS
Pamiętam, kiedy w Polsce organizowaliśmy zjazdy naukowe, pozwaliśmy sobie na odrzucanie doniesień nasyconych nieodczytywalnymi symbolami preparatów chemicznych i recept. Autorzy zawsze twierdzili, że ogranicza ich tajemnica patentowa. Teraz wygląda sprawa jeszcze gorzej. Po prostu puszczenie pary z ust na zjeździe to krótka satysfakcja naukowa i utrata pieniążków na zawsze...

[QZE09::073];[QEQ12::132]153
w sieci 25.3.2012; nr 2943

 

 

witrynę prowadzi
© R. Antoszewski
Titirangi, Auckland, 
Nowa Zelandia

(wybrane do publ. R. Antoszewskiego)

  Site Meter