مُسلسِل الحمض النووي لأشباه الموصلات

في كانون الأول (ديسمبر) الماضي ، أطلقت Ion Torrent ، وهي شركة حديثة العهد في صناعة التسلسل ، آلة التسلسل الجديدة القائمة على أشباه الموصلات. بسعر 50000 دولار ، كان جهازًا غير مكلف نسبيًا مصممًا لنقل تسلسل الحمض النووي من المراكز الكبيرة والمتخصصة إلى مقاعد المختبر القياسية. الآن تقول الشركة إن أجهزتها في طريقها لأن تصبح الأكثر شعبية في سوق تنافسي.

تسلسل السرعة: يمكن لشريحة أشباه الموصلات من Ion Torrent (الموضحة هنا) تسلسل عينات من الحمض النووي في غضون ساعات قليلة.

شركة Life Technologies ، التي اشترت Ion Torrent مقابل 375 مليون دولار نقدًا وأسهم في أغسطس الماضي ، تشعر بالرضا حيال رهانها. لقد أثبتت التكنولوجيا بالفعل قيمتها كأداة قيمة للصحة العامة. في يونيو ، استخدمت مجموعتان مختلفتان آلة Ion Torrent لتسلسل الجينوم بسرعة لسلالة جديدة من بكتريا قولونية التي قتلت أكثر من 20 شخصًا في أوروبا. ساعد هذا الجهد في تحديد الجينات المقاومة للأدوية في الميكروب. ويستخدمه الباحثون في جميع أنحاء العالم لتسلسل الجينات المرتبطة بالسرطان وأمراض أخرى ، بهدف إنشاء اختبارات سريعة لتحديد أفضل دواء للمريض.



يتنافس Ion Torrent مع عدد من تقنيات التسلسل ، وكلها تتسابق لتصبح الأسرع والأرخص: الهدف التاريخي في هذا المجال هو ترتيب تسلسل الجينوم البشري بالكامل مقابل 1000 دولار ، مما يجعله على قدم المساواة مع العديد من الاختبارات الطبية الروتينية الأخرى. لكن جوناثان روثبرج ، مؤسس Ion Torrent ، يقول إن تقنيته ، التي تعتمد على أشباه الموصلات ، تتحسن بشكل أسرع من أي شخص آخر.

تعتمد معظم تقنيات التسلسل المتقدمة على الجزيئات ذات العلامات الفلورية والمجهر لتسلسل الحمض النووي. في قلب آلة Ion Torrent توجد شرائح تسلسلية تكتشف تسلسل الحمض النووي إلكترونيًا. هذا النهج يلغي الحاجة إلى الليزر والكاميرات باهظة الثمن. تُصنع الرقائق في نفس صناعة أشباه الموصلات مثل المعالجات الدقيقة للكمبيوتر. ومثلما هو الحال مع رقائق الكمبيوتر ، تنخفض تكاليف الإنتاج لكل شريحة مع إنتاج أعداد أكبر. مع ارتفاع مبيعات جهاز Ion Torrent ، انخفضت تكلفة رقائق التسلسل من 250 دولارًا إلى 99 دولارًا.

قام الباحثون أيضًا بتحسين قدرة تسلسل الشريحة بمقدار عشرة أضعاف ؛ يمكن أن تولد كل شريحة 100 مليون زوج أساسي ، ارتفاعًا من 10 ملايين زوج أساسي عند إطلاق التقنية لأول مرة. يقول روثبرج إن شريحة الجيل الثالث القادرة على تسلسل مليار قاعدة ستكون متاحة العام المقبل.

كدليل على قوة الموصلات الفائقة ، قام أيون تورنت الآن بوضع تسلسل الجينوم الكامل لمؤسس شركة إنتل. جوردون إي مور ، الآن 82. يُعرف مور بأنه مبتكر قانون مور ، الذي يفترض أن قوة معالجة الرقائق الجديدة ستتضاعف كل عامين تقريبًا. لقد تحسنت شريحة Ion Torrent بمقدار عشرة أضعاف على مدار ستة أشهر ، وهو تقدم سريع ينسبه Rothberg إلى قانون Moore المتراكم ، أو عقود من البحث ومليارات الدولارات التي تم إنفاقها على صنع معالجات دقيقة أسرع.

يتكاثر البشر مع الحيوانات

في هذه المرحلة ، تقنية Ion Torrent ليست مناسبة تمامًا لتسلسل الجينوم البشري بأكمله. تطلب تسلسل مور حوالي 1000 شريحة وبتكلفة إجمالية تبلغ حوالي 200000 دولار. في المقابل ، خفضت التقنيات الأخرى تكلفة الجينوم بأكمله إلى 5000 دولار إلى 20000 دولار ، اعتمادًا على كيفية حساب التكلفة.

تقنية Ion Torrent هي الأكثر مهارة في تحديد تسلسل الجينومات الصغيرة ، مثل تلك الموجودة في الميكروبات ، أو مجموعة مختارة من الجينات ، مثل تلك التي تم ربطها بالسرطان. نحن لسنا أرخص آلة لجينوم بشري ، لكننا الأرخص إذا كنت تريد فحص 200 جينة أو عامل ممرض وراء تفشي المرض ، كما يقول روثبرج. ويتوقع أنه بحلول عام 2013 ، سيكون إيون تورنت قد طور شريحة قادرة على ترتيب تسلسل جينوم بشري كامل.

ومع ذلك ، فإن العديد من الاختبارات ذات الصلة من الناحية الطبية والتي يرغب الأطباء في إجرائها اليوم تشمل عشرات أو مئات الجينات فقط. وفي هذه الحالات ، فإن الميزة الأكبر للتكنولوجيا الجديدة هي سرعتها. يمكنه تسلسل عينة من الحمض النووي في غضون ساعتين ، بدلاً من الأسبوع أو أكثر الذي تتطلبه معظم الأجهزة الموجودة الآن في السوق. بالنسبة للتشخيص الجيني ، يريد الأطباء نتائج سريعة. ومع ذلك ، لا تزال آلة Ion Torrent تعتبر أداة بحث ؛ لم تتم الموافقة عليه بعد من قبل إدارة الغذاء والدواء الأمريكية للاستخدام السريري.

يستخدم Yemi Adesokan ، الشريك المؤسس لشركة Pathogenica الناشئة في علم الجينوم ، تقنية Ion Torrent لتطوير اختبار لفيروس الورم الحليمي البشري في عينات مسحة عنق الرحم. على عكس الاختبارات الحالية ، سيكون اختبار Ion Torrent قادرًا على اكتشاف العدوى بسلالات متعددة من الفيروس ، والتي يمكن ربطها بزيادة خطر الإصابة بالسرطان. يقول Adesokan إنه يعمل بشكل جيد حقًا ، لا سيما من حيث الوقت المستغرق.

يخفي

التقنيات الفعلية

فئة

غير مصنف

تكنولوجيا

التكنولوجيا الحيوية

سياسة التكنولوجيا

تغير المناخ

البشر والتكنولوجيا

وادي السيليكون

الحوسبة

مجلة Mit News

الذكاء الاصطناعي

الفراغ

المدن الذكية

بلوكشين

قصة مميزة

الملف الشخصي للخريجين

اتصال الخريجين

ميزة أخبار معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا

1865

وجهة نظري

77 Mass Ave

قابل المؤلف

ملامح في الكرم

شوهد في الحرم الجامعي

خطابات الخريجين

أخبار

انتخابات 2020

فهرس With

تحت القبه

خرطوم الحريق

مؤشر With

قصص لانهائية

مشروع تكنولوجيا الوباء

من الرئيس

غلاف القصه

معرض الصور

موصى به