DNA-Sequenzierungstechnik unter Verwendung von Halbleitern entwickelt - kostengünstig, portabel und skalierbar

Wissenschaftler von Ion Torrent Systems Inc. haben eine DNA-Sequenzierungstechnik unter Verwendung von Halbleitern anstelle der kostspieligen und komplexen optischen Technologie entwickelt. Sie sagen, dass ihr Gerät viel niedrigere Kosten hat, es ist tragbar und kann aufgerüstet werden (skalierbar). Ihr Ziel ist es, das Zielpreisniveau von 1.000 USD für eine Genomsequenzierung zu erreichen.
Firmengründer Dr. Jonathan Rothberg, Erfinder der Maschine und Team schrieb in der Zeitschrift Natur diese Woche:

"Die bahnbrechende Bedeutung der DNA-Sequenzierung für die Biowissenschaften, Biotechnologie und Medizin hat die Suche nach skalierbareren und kostengünstigeren Lösungen vorangetrieben."

Die Firma behauptet, dass ihr Gerät einen breiten DNA-Sequenzierungsbereich hat, von Mikroben bis zu Menschen.
Das Gerät, von der Firma als a bezeichnet PGM (persönliche Genommaschine), verwendet eine massiv parallele Anordnung von Halbleitersensoren, die die während der DNA - Replikation erzeugten Wasserstoffionen messen. Dies geschieht in Echtzeit. Einfacher gesagt, die Maschine hat einen Siliziumchip mit 1,2 Millionen Sensoren, die aus winzigen Wells bestehen - diese sind mit Kügelchen gefüllt, die zu sequenzierende DNA-Stränge enthalten. Die Vertiefung weist Detektoren auf, die die Wasserstoffionen messen, die während der DNA-Replikation erzeugt werden. Die DNA-Sequenzierung kann innerhalb von ungefähr zwei Stunden anstelle von Wochen abgeschlossen sein.
Der Vizepräsident von Ion Torrent Systems für Marketing und Geschäftsentwicklung, Maneesh Jain, sagte die Sequenzierung von E coli in Deutschland und China während der jüngsten Ausbrüche wurden während der ersten drei Tage mit PGMs statt mehrere Wochen identifiziert. Dies gab den Gesundheitsbehörden wertvolle Zeit, etwas dagegen zu tun.
Jain fügte hinzu, dass das PGM des Unternehmens in Labors auf der ganzen Welt in über 40 Ländern eingesetzt wird.
Dr. Jonathan Rothberg sagt, dass ihre Maschine verwendet wurde, um das Genom des Mitbegründers von Intel, Gordon Moore, zu entschlüsseln.
Dr. Rothberg sagte:

"Gordon Moore hat all die Tricks ausgearbeitet, die uns moderne Halbleiter beschert haben, also sollte er der Erste sein, der auf einem Halbleiter sequenziert wurde."

Das DNA-Kodiergerät wird für 49.000 Dollar verkauft, deutlich weniger als seine derzeitigen Rivalen.
Mehrere Unternehmen konkurrieren um das Preisniveau von 1 000 US-Dollar für eine Humangenomsequenzierung, die Preisexperten könnten den Weg für die Routine-Sequenzierung in der medizinischen Praxis ebnen. Ion Torrent Systems geht davon aus, dass sie das Ziel von 1.000 US-Dollar bis 2013 erreichen werden.

Die Wissenschaftler schrieben in Natur Das:

"(Dr. Moores genomische Genvariante zeigt a) eine Wahrscheinlichkeit von 56% für braune Augen ... typische Menge an Sommersprossen ... eine moderat höhere Wahrscheinlichkeit, im Urin nach Spargel zu riechen."

Die Autoren fügten hinzu, dass das Genom von Dr. Moore überraschenderweise ein höheres Risiko für geistige Behinderung darstellt. Offensichtlich erwies sich der Mann als hochintelligent und fragte sich, wie nützlich diese genomischen Daten sind.
Dr. Rothberg betonte, dass wir mindestens ein Jahrzehnt davon entfernt sind, das menschliche Genom richtig zu verstehen; in einer Weise, die wirklich nützlich sein könnte. Das neue Gerät ist jedoch nützlich, wenn man sich auf eine Auswahl von Genen konzentriert, wie es bei der Krebsforschung der Fall sein könnte.
DNA-Sequenz ist die genaue Reihenfolge der Basen - A (Adenin), T (Thymin), G (Guanin), C (Cytosin) - in einem Molekül DNA. DNA-Sequenzierung bezieht sich auf das Identifizieren der genauen Reihenfolge der Basenpaare in einem DNA-Segment.
"Eine integrierte Halbleitervorrichtung, die nichtoptische Genomsequenzierung ermöglicht"
Jonathan M. Rothberg, Wolfgang Hinz, Todd M.Rickick, Jonathan Schultz, William Mileski, Mel Davey, John H. Leamon, Kim Johnson, Mark J. Milgrew, Matthew Edwards, Jeremy Hoon, Jan F. Simons, David Marran, Jason W. Myers, John F. Davidson, Annika Branting, John R. Nobile, Bernard P. Puc, David Licht, Travis A. Clark, Martin Huber, Jeffrey T. Branciforte, Isaac B. Stoner, Simon E. Cawley, Michael Lyons et al.
Natur 475, 348-352 (21. Juli 2011) doi: 10.1038 / nature10242
Geschrieben von Christian Nordqvist