Helicos BioSciences: Sentez İle Helis Kuyruk Sıralaması

Helicos BioSciences Corporation, köklerini 2003 yılı Nisan ayında Ulusal Bilim Akademisi Bildiriler Kitabı'nda (PNAS) yayınlanan bir makaleye, Cal Tech profesörü ve birincil yazar Dr. Steve Quake tarafından izlenmektedir. Makale, sentezleme sırası için Sanger yönteminden türetilmiş tek moleküllü DNA dizilimi için bir tekniğin ön gelişmesini açıkladı. Yeni tekniği kullanarak, bir kuvartz slaydına bağlanan DNA şablonları üzerine eklenmiş etiketli nükleotid trifosfatları algılamak için floresan sinyalleri kullanıldı.

Elde edilen dizinin hassasiyeti, hızı ve boyutundaki kısıtlamalara rağmen, PNAS'da açıklanan yeni sıralama yöntemi yeni ve profesörün yatırım yapmakla ilgili olarak yaklaştığı girişim kapitalistlerinin gözünü yakalamak için yeterli vaat gösterdi. onun teknolojisi. Uzun süredir görev yapan bir araştırmacı ve Araştırmanın Kıdemli Müdürü Dr. Timothy Harris'e göre, girişimin yatırımcılarının aradıkları teknikler hakkında ilk olması gereken bir şey olmalı … girişim yatırımcıları don Genellikle bilim insanlarına yaklaşmaz, çevresindeki diğer yoldur!

PNAS yayını 1 Nisan 2003'te yayımlandı, yeni bir şirket için ilk finansman 19 Aralık 2003'te başladı ve 2 Ocak 2004'te Helicos, 5 çalışan, ölçüm bilimi ve tek molekül teknolojisi konusunda uzman Dr. Harris dahil. Halen Helicos, Cambridge MA, ABD'de bulunmaktadır ve 2 tur yatırım finansmanından sonra ve 27 Mayıs 2007'de bir halka arz tarihi itibarıyla şu anda NASDAQ: HLCS kapsamında işlem görmektedir.

3'ten büyük ->

Helicos, genetik analiz teknolojileri, özellikle de M13'ün dizilimi ile doğrulanmış bir Gerçek Tek-Molekül Dizilemesi (tSMS ^TM ) uzmanlaşmıştır Uzman tSMS TM ^platformu, HeliScope TM ^{Tekli Molekül Sıralayıcısı} 'u kullanmaktadır. Dr. Harris'e göre, bu özel proje Ocak 2004'te başlamış ve Haziran 2005'e kadar Science dergisinde tanımlanan tıbbi açıdan ilgili bir dizin olan M13 virüsünü başarıyla dizilmişlerdir.

tSMS

TM ^{Nasıl Çalışır?} 100-200 baz çift yaklaşık bir DNA dizisi, kısıtlama enzimleri kullanılarak daha küçük fragmanlara bölünür ve

polyA kuyrukları eklenir. Daha sonra kısaltılmış lifler, yüzeye bağlanan milyarlarca polyT zincirine sahip olan Helicos akış hücre plakasına hibridize edilir. Her hibridize kalıp aynı anda dizilir. Bu nedenle koşu başına milyarlarca okunabilir. Etiketleme, 4 nükleotit bazın her biri için, her biri 4 döngüden oluşan "dörtlü" 'da gerçekleştirilir.Floresanla etiketlenmiş bazlar eklenir ve cihazdaki bir lazer, şeritlerin o etiketli tabanı aldığı bir okumayı takiben etiketi aydınlatır. Etiket sonra bölünür ve bir sonraki döngü yeni bir tabandan başlar. Akış hücresi her bir tabana (4 devir) tabi tutulduktan sonra, dörtlü tamamlanır ve yeni bir başlangıç ​​nükleotid tabanı ile tekrar başlar.

Şu anda HeliScope

TM ^{, yaklaşık 55 baz çifti uzunluğunda DNA fragmanlarını okuyabilir. Dizideki baz sayısı arttıkça, bir numunede kullanılabilen iplikçiklerin yüzdesi ne kadar düşük olur, çünkü bazı iplikler işlem sırasında uzamaya başlar.} 20 veya daha fazla baz okunurken tellerin yaklaşık% 86'sı kullanılabilir. Daha uzun okumalar (55+ baz çiftleri) için bu oran yaklaşık% 50'ye düşer.

Tek Molekül Avantajı

Diğer birçok şirket, yüksek verimli platformlar, çeşitli farklı reaktifler ile karşılaştırılabilir maliyetlerle ve 25-40 baz çiftli kısa okunurluklarda çeşitli sentezleme teknolojileri sunarken, sadece Helicos okur DNA sekansı tek bir moleküle okumaya izin verecek kadar hassas, patentli etiketleme tekniği ile bir defada bir nükleotiddir. Diğer yöntemler, dizilemeden önce birden fazla (milyonlarca) kopya yapmak için DNA'nın çoğaltılmasını (PCR kullanılarak) gerektirir. Genişleme sırasında polimeraz enzimler tarafından işleme hataları nedeniyle önemli derecede yanlışlık potansiyelini getirir.

HeliScopeTM, Nisan 2008 itibarıyla, günde milyarlarca nükleotid baz dizilediğini açıkladı.

Helicos Kişiselleştirilmiş Tıp Birliği üyesidir ve

"1000 $ genom" hibe fonuna sahiptir. Bir günde 1000 dolarlık genom, saat düzenleyicinin saat başına milyarlarca üssü işlemesini gerektiren, öngörülen bir hedeftir. Şu anda, prototip sıralayıcı, tüm genomu tanımlamak için yıllar alacak ve bu da 1000 $ 'dan çok daha pahalıya mal olacak. İnsanlarda ve diğer türlerde, hastalık nedenlerini, bakterilerde antibiyotik direnci, virüslerde virility ve daha fazlası için genetik varyantların saptanması da dahil olmak üzere, tSMSTM teknolojisi uygulamaları çoktur. Genetik teknikler, yaşayabilir, kültürlenemez mikroorganizmaları veya mevcut yöntemlerle izolasyonu yasaklayan toprakta ve diğer matrislerde bulunan mikroorganizmaları saptamak için sıklıkla kullanıldığından, amplifikasyon olmaksızın tek bir geni algılama yeteneği, çevresel mikrobiyolojide birçok potansiyel kullanıma sahiptir. Dahası, çevresel örneklerin doğası, kontaminasyon sorunları nedeniyle, PCR kullanarak gen amplifikasyonu için sıklıkla güçlük çekmektedir. Bununla birlikte, tSMSTM'de kullanılan polimeraz enzimlerinin parazitsiz çalışabilmesi için bu zorlukların üstesinden gelinmesi gerekecektir.

Tek moleküllü dizilimin ardındaki teori oldukça basittir ve neden daha önce kimsenin düşünmediğini merak edebilirsiniz. Yeterince basit gelmesine rağmen, bu tür platformları geliştirme konusunda birçok teknik bileşen bulunmaktadır ve yeni kimyasal reaksiyonların ve reaktiflerin, tabakların ve yüksek verimli okuyucuların geliştirilmesi de dahil olmak üzere Helicos'u meşgul edecek pek çok zorluk vardır.Tek bir tabandaki tek bir etiketin floresansını algılama yeteneği,

hassas duyarlı enstrümantasyon gerektirir ve sinyal etiketleme ve bulma kimyasının, doğru olması gerekir> paraziti en aza indirin ve 'lık en iyi duruma getirme DNA polimeraz, hareketsizleştirilmiş şablonlara ve işaretlenmiş nükleotidlere uygulanır. Bunlar, bir gün 1000 $ 'lık, 1 günlük insan genomu sunmak umuduyla bu teknolojiyi geliştirmeye devam ettiği Helicos'un karşılaştığı zorluklardan bazıları.