NSEntuzjaści lubią Porównanie postępów w ich dziedzinie z zawrotną szybkością innowacji komputerowych. Tam powolne duże komputery przekształciły się w szybkie i średniej wielkości komputery stacjonarne, a następnie w kieszonkowe superkomputery znane jako smartfony. Podobnie, sekwencjonowanie pierwszego ludzkiego genomu zostało ogłoszone w 2003 roku, pośród wielkich fanfar i przepychu. Zajęło to 13 lat i kosztowało około 3 miliardów dolarów. Dwie dekady później zsekwencjonowanie ludzkiego genomu da ci prawie 600 dolarów, a można to zrobić w ciągu tygodnia.
Gordon Sangira, prezes Oxford Nanopore, firmy z siedzibą w brytyjskim mieście uniwersyteckim o tej samej nazwie, uważa, że jest miejsce na więcej. jak Ekonomista Następnie podkreślił, że jego firma niedługo zadebiutuje na Londyńskiej Giełdzie Papierów Wartościowych. Zastosowana w nim technologia nanosekwencjonowania może obniżyć koszty analizy genów i skrócić czas z dni do godzin, a nawet minut. Jednocześnie, podobnie jak smartfony z komputerami, może sprawić, że sekwencje genetyczne będą na tyle małe, że zmieszczą się w kieszeni, a nie na biurku.
Sekwencjonowanie nanoporów wykorzystuje zmodyfikowane wersje białek, które w naturze otwierają dziury w błonach komórkowych, aby umożliwić wchodzenie i wychodzenie jonów (elektrycznie naładowanych atomów takich rzeczy jak potas i chlor). Białka te są wykorzystywane do robienia otworów w membranie oddzielającej dwie komory wypełnione płynem, do którego przykładany jest prąd elektryczny. ten DNA do sekwencjonowania, a następnie podawane przez właz (patrz schemat). DNA Przechowuje swoje informacje przy użyciu czterech różnych zasad chemicznych, w skrócie aI NSI NS I T. Każdy z nich ma inny kształt i częściowo w inny sposób zatyka pory. Powoduje to różne wahania prądu, umożliwiając odczytanie sekwencji zasad.
Pomysł sekwencjonowania nanootworów sięga lat 90., mówi dr Sanghera. Ale jego komercjalizacja trwała wiele lat. Jedna sztuczka polega na upewnieniu się DNA Cząsteczki poruszają się w porach z przewidywalną prędkością – i nigdy się nie cofają – coś, co firma rozwiązała za pomocą specjalnie zaprojektowanej zapadki molekularnej. Integracja biologicznych części technologii z częściami krzemowymi była wyzwaniem. A pory same w sobie nie odczuwają pojedynczych reguł, ale ich grup. Sygnały te są tłumaczone za pomocą uczenia maszynowego, technologii, która weszła w życie dopiero w ciągu ostatnich kilku lat.
Nanosekwencjonowanie ma kilka zalet w porównaniu z innymi metodami. ściśliwość to jeden. Najmniejszy nanoporowaty produkt Oxfordu, injonJest wielkości grubego telefonu komórkowego. Istniejące sekwencery są podobne do lodówek lub (w najlepszym wypadku) mikrofal. ten injonJego dokładność pozwala na prowadzenie analiz terenowych, bez konieczności wysyłania próbek do zdalnego laboratorium. Był używany wszędzie, od norweskich lodowców przez walijskie kopalnie węgla po Międzynarodową Stację Kosmiczną.
Kolejną zaletą jest szybkość. Poprzednie technologie zostały zhakowane DNA na fragmenty, zrób kopie i oznacz je fluorescencyjnymi chemikaliami. To wymaga czasu. Uważa się, że rekord sekwencjonowania całego ludzkiego genomu wynosi 13 godzin. Oxford Nanopore uważa, że może rutynowo skrócić ten czas do kilku godzin. Podejście oparte na nanoporach zapewnia również ciągłe czytanie. Inne metody dają wynik dopiero na końcu.
rozdrabnianie DNA Tymczasem na bity trudno jest powiedzieć, co się dzieje w regionach złożonych z powtarzających się sekwencji. Urządzenia oparte na nanoporach mogą odczytywać części DNA Ma długość milionów zasad, zapewniając wyraźniejszy obraz tego, co się dzieje. Wyczuwają metylację – chemiczną modyfikację zasad, która jest ważnym środkiem regulującym ekspresję genów w organizmie.
sekwencja startowa
Na papierze sekwencja nanootworów wydaje się transformująca. Zobaczymy, czy tak się stanie. Jak wszystkie dobre start-upy technologiczne, Oxford Nanopore jeszcze nie przyniósł zysku, choć ma nadzieję, że osiągnie to w ciągu pięciu lat. (Straty w zeszłym roku wyniosły 73 miliony funtów, czyli 98 milionów dolarów, przy przychodach w wysokości 114 milionów funtów). Julian Roberts, analityk z Jefferies Bank, mówi, że światowy rynek sekwencjonowania genów jest wart być może 7,5 miliarda dolarów rocznie i rośnie „w przypadku mało znaczących nastolatków”. [per cent] Ogólnie rzecz biorąc – zdrowy, ale nie zachwycający”. Jest zdominowany przez Illumina, firmę z San Diego.
Ale Roberts mówi, że tak jak w przypadku komputerów, lepsza technologia może stworzyć nowe zastosowania, powiększając rynek. Tanie sekwencjonowanie genetyczne w czasie rzeczywistym może przyspieszyć wszystko, od leczenia raka (naukowcy w Norwegii chcą go wykorzystać do odczytywania genomów guzów mózgu podczas operacji) po modelowanie środowiskowe po monitorowanie chorób (przydatność sekwencjonowania w pandemii COVID-19). , zajęła pierwsze miejsce w świadomości wielu epidemiologów).
Wybór firmy, która ma być notowana w Londynie, a nie w Ameryce, jest sprzeczny z konwencjonalną mądrością, która utrzymuje, że Ameryka oferuje inteligentnym inwestorom, którzy są bardziej skłonni ponieść dziś straty, niż potencjalnie zapłacić dużą wypłatę jutro. Na razie ma nadzieję, że pozostanie Brytyjczykiem. Jego struktura akcjonariatu daje dr Sangherze (lub, jeśli nie jest dostępny, dwóm innym menedżerom wyższego szczebla) możliwość zapobiegania niepożądanym przejęciom. Roberts wskazuje na przykład Solexy, brytyjskiej firmy, którą Illumina kupiła w 2006 roku za 600 milionów dolarów. Obecnie technologia Solexa ma kluczowe znaczenie dla działalności firmy Ilumina, a wartość amerykańskiej firmy wyceniana jest na 64 miliardy dolarów. ■
Ten artykuł ukazał się w dziale Nauka i technologia wydania drukowanego pod nagłówkiem „A Hole in One?”
„Analityk. Nieuleczalny nerd z bekonu. Przedsiębiorca. Oddany pisarz. Wielokrotnie nagradzany alkoholowy ninja. Subtelnie czarujący czytelnik.”
