Mga Lider sa Single Molecule Technology
Sa kabila ng mga limitasyon sa pagiging sensitibo, bilis at sukat ng makuha na pagkakasunud-sunod, ang bagong paraan ng pag-sequencing na inilarawan sa PNAS ay nobela at nagpakita ng sapat na pangako upang makuha ang mata ng mga kapitalista ng venture na lumapit sa propesor tungkol sa pamumuhunan sa kanyang teknolohiya. Dapat ay may isang bagay tungkol sa mga pamamaraan na kung ano ang venture mamumuhunan ay naghahanap ng bilang na ito ay isang unang , ayon sa isang mahabang oras ng miyembro ng kawani at Senior Director ng Research, Dr. Timothy Harris ... venture mamumuhunan ay hindi karaniwang diskarte ang mga siyentipiko, ito ay ang iba pang mga paraan sa paligid !
Ang publikasyon ng PNAS ay inilabas noong Abril 1, 2003, ang unang pag-ikot ng financing para sa isang bagong kumpanya ay pinasimulan noong Disyembre 19, 2003, at noong Enero 2, 2004, binuksan ni Helicos ang mga pinto nito kasama ang 5 empleyado, kasama ang Dr Harris, isang espesyalista sa pagsukat agham at single molecule technology. Ang Helicos ay kasalukuyang nakatayo sa Cambridge MA, USA at, pagkatapos ng 2 rounds ng financing financing, at bilang isang IPO noong Mayo 27, 2007, ngayon ito ay traded sa publiko sa ilalim ng NASDAQ: HLCS .
Dalubhasa sa teknolohiya ng genetic analysis ang Helicos, lalo na ang teknolohiya ng True Single-Molecule Sequencing (tSMS TM ) , na napatunayan sa pagkakasunud -sunod ng M13 virus genome na inilarawan sa Science Magazine noong Abril 2008. Ang espesyal na platform ng TM na TM ay gumagamit ng HeliScope TM Single Molecule Sequencer .
Ayon kay Dr. Harris, ang partikular na proyektong ito ay sinimulan noong Enero 2004, at noong Hunyo 2005 matagumpay silang sumunod sa virus ng M13, isang medikal na kaugnay na pagkakasunud-sunod, na inilarawan sa papel sa Science.
Paano gumagana ang tSMS TM Work?
Ang isang strand ng DNA tungkol sa 100-200 base pares ay pinutol sa mas maliit na mga fragment gamit ang mga enzymes ng paghihigpit , at ang mga polyA tail ay idinagdag. Ang mga pinaikling hibla ay pagkatapos ay pinalibutan sa Helicos flow cell plate, na may bilyun-bilyong mga kadena ng polyT na nakagapos sa ibabaw nito. Ang bawat hybridized template ay sequenced nang sabay-sabay. Kaya bilyong bilyong run ang mababasa. Ang label ay ginaganap sa "quads" na binubuo ng 4 na cycle bawat isa, para sa bawat isa sa 4 na base ng nucleotide. Ang mga base na may label na fluorescent ay idinagdag, at ang isang laser sa instrumento ay nagpapaliwanag ng label, na binabasa ang kung aling mga hibla ang nakuha na partikular na may label na base. Ang etiketa ay pinutol, at ang susunod na pag-ikot ay nagsisimula sa isang bagong base. Pagkatapos ng paggamot ng daloy ng cell sa bawat base (4 cycle), ang quad ay kumpleto, at ang isang bagong nagsisimula muli sa unang base nucleotide.
Sa kasalukuyan, ang HeliScope TM ay maaaring basahin ang mga fragment ng DNA ng mga 55 base na pares ang haba. Ang mas maraming mga base sa pagkakasunud-sunod, mas mababa ang porsyento ng mga hibla na maaaring magamit sa isang sample, dahil ang ilang mga hibla ay humahadlang sa pagpahaba sa panahon ng proseso.
Para sa mga bumabasa ng 20 o iba pang mga base, ang tungkol sa 86% ng mga hibla ay maaaring gamitin. Para sa mas mabasa (55+ base pairs) ang porsyento na ito ay bumaba sa halos 50%.
Ang Single-Molecule Advantage
Habang ang ilang mga iba pang mga kumpanya ay nag-aalok ng iba't-ibang sequencing-by-synthesis na mga teknolohiya na may mataas na throughput platform, iba't ibang mga reagents, sa mga katulad na mga gastos, at para sa maikling bumabasa ng 25-40 base pares, lamang Helicos bumabasa ng DNA sequence isang nucleotide sa isang pagkakataon sa kanilang mga patented ang pamamaraan ng pag-label na sapat na sensitibo upang payagan ang nabasa sa isang solong titing. Ang iba pang mga pamamaraan ay nangangailangan na ang DNA ay palakasin (gamit ang PCR ) upang gumawa ng maramihang (milyon) ng mga kopya bago sumunod. Ipinapakilala nito ang potensyal para sa isang malaking antas ng kamalian dahil sa mga error sa pagpoproseso ng polymerase enzymes habang lumalaki.
Tulad ng Abril 2008, ang HeliScopeTM ay inuulat na nakakasunod ng bilyun-bilyong baseng nucleotide bawat araw.
Si Helicos ay miyembro ng Personalized Medicine Coalition at nakatanggap ng "$ 1000 genome" grant funding. Ang $ 1000 genome sa isang araw ay isang inaasahang layunin na nangangailangan ng sequencer na iproseso ang bilyun-bilyong bases kada oras. Sa kasalukuyan, ang prototype sequencer ay kukuha ng mga taon upang makilala ang isang buong genome, na kung saan ay nagkakahalaga ng higit sa $ 1000.
Ang mga application para sa tSMSTM teknolohiya ay marami, kabilang ang pagtuklas ng mga variant genetiko sa mga tao at iba pang mga species para sa pagtukoy ng mga sanhi ng sakit, antibyotiko pagtutol sa bakterya, virility sa mga virus at higit pa. Ang kakayahang makilala ang isang solong gene na walang paglaki ay may maraming mga potensyal na paggamit sa mikrobiyolohiya sa kapaligiran, dahil ang mga pamamaraan ng genetiko ay kadalasang ginagamit upang makita ang mabubuhay, di-nakapagtuturo na mga mikroorganismo o mga natagpuan sa lupa at iba pang mga matrices na nagbabawal sa paghihiwalay sa pamamagitan ng mga kasalukuyang pamamaraan. Higit pa rito, ang likas na katangian ng mga sample ng kapaligiran ay madalas na nagpapakita ng mga problema para sa paglaki ng gene gamit ang PCR, dahil sa mga isyu sa kontaminasyon. Gayunpaman, ang mga paghihirap na ito ay kailangan ding mapagtagumpayan upang ang polymerase enzymes na ginamit sa tSMSTM upang gumana nang walang panghihimasok.
Ang teorya sa likod ng solong-molekula sequencing ay medyo basic, at maaari mong magtaka kung bakit walang isa ay naisip ng ito bago. Kahit na ito ay sapat na simple, may maraming mga teknikal na sangkap na kasangkot sa pagbuo ng mga tulad platform, at maraming mga hamon upang panatilihin ang Helicos abala, kabilang ang pag-unlad ng mga bagong kemikal na reaksyon at reagents, plates at mataas na throughput mga mambabasa. Ang kakayahan upang makita ang pag-ilaw ng isang solong label sa isang solong base ay nangangailangan ng mataas na sensitibong paggamit ng mga kasangkapan , at ang kimika para sa pag-label at pag-detect ng mga signal ay kailangang tama lamang upang mabawasan ang pagkagambala at ma-optimize ang katapatan ng polymerase ng DNA habang ito ay inilalapat sa mga tempobong immobilized at na-label nucleotides. Ang mga ito ay ilan sa mga hamon na nahaharap ni Helicos habang patuloy itong nagpapaunlad ng teknolohiyang ito sa pag-asang makarating sa isang araw na naghahatid ng $ 1000, 1-araw na genome ng tao.