هيليكوس بيوسينسس: هيليسكوب سيكينسينغ بي سينثسيس

تتتبع شركة هيليكوس بيوسينسس كوربوراتيون جذورها في ورقة نشرت في أبريل / نيسان 2003، في وقائع الأكاديمية الوطنية للعلوم، من قبل أستاذ كال تيك والمؤلف الرئيسي الدكتور ستيف كويك. وصفت الورقة التطور الأولي لتقنية تسلسل الحمض النووي أحادي الجزيء المستمدة من طريقة سانجر ل التسلسل حسب التوليف . باستخدام تقنية جديدة، واستخدمت إشارات الفلورسنت للكشف عن ثلاثي المسمى الفوسفات النوكليوتيدات المدرجة على قوالب الحمض النووي ملزمة لشريحة الكوارتز.

- 1>>

على الرغم من القيود في الحساسية والسرعة وحجم تسلسل يمكن الحصول عليها، وكانت طريقة التسلسل الجديد وصفها في يناس رواية وأظهرت وعدا كافيا لالتقاط العين من أصحاب رؤوس الأموال الاستثمارية الذين اقتربوا من أستاذ حول الاستثمار في تكنولوجيا له. يجب أن يكون هناك شيء عن هذه التقنية التي كان المستثمرون المستثمرين يبحثون عن وكان هذا أول ، وفقا لموظف منذ فترة طويلة ومدير أول للبحوث الدكتور تيموثي هاريس … المستثمرين في المشروع دون 't عادة ما تقترب من العلماء، انها على العكس من ذلك !

- 2>>

تم نشر منشور يناس في 1 أبريل 2003، وقد بدأت الجولة الأولى من تمويل شركة جديدة في 19 ديسمبر 2003، وفي 2 يناير 2004، افتتح هيليكوس أبوابها مع 5 موظفين، بما في ذلك الدكتور هاريس، وهو متخصص في علم القياس وتكنولوجيا جزيء واحد. هيليكوس حاليا في كامبريدج ما، الولايات المتحدة الأمريكية، وبعد جولتين من التمويل الاستثماري، وكما في الاكتتاب العام في 27 مايو 2007، يتم تداولها الآن تحت ناسداك: هلكس .

- <>>

هيليكوس متخصصة في تقنيات التحليل الجيني، وعلى وجه الخصوص، صحيح تسلسل واحد جزيء (تمس ^تم ) التكنولوجيا، التحقق من صحة مع تسلسل M13 كما هو موضح في مجلة العلوم في نيسان / أبريل 2008. يستخدم نظام تمس ^تم برنامج هليسكوب ^تم جهاز جزيء مفرد .

ووفقا للدكتور هاريس، بدأ هذا المشروع بالذات في يناير / كانون الثاني 2004، وبحلول يونيو / حزيران 2005 نجحوا في تسلسل فيروس M13، وهو تسلسل ذي صلة طبيا، يرد وصفه في ورقة العلوم.

كيف تسمس ^تم العمل؟

يتم قطع حبلا من الحمض النووي حول 100-200 أزواج قاعدة في شظايا أصغر باستخدام الانزيمات التقييد، و بوليا التيول تضاف. ثم يتم تهجين خيوط تقصير إلى لوحة الخلية تدفق هيليكوس، والتي لديها مليارات بوليت سلاسل ملزمة إلى سطحه. يتم تسلسل كل قالب مختلط في وقت واحد. لذلك يمكن قراءة المليارات لكل تشغيل. يتم وضع العلامات في "كوادس" ويتألف من 4 دورات لكل، من كل القواعد النوكليوتيدات 4.تتم إضافة قواعد الفلورسنت المسمى، والليزر في الصك يضيء التسمية، مع قراءة من الذي خيوط قد اتخذت حتى أن قاعدة معينة المسمى. ثم يتم تشريح الملصق، وتبدأ الدورة التالية بقاعدة جديدة. بعد أن تم التعامل مع خلية التدفق مع كل قاعدة (4 دورات)، رباعية كاملة، واحدة جديدة تبدأ مرة أخرى مع قاعدة النيوكليوتيدات الأولية.

في الوقت الحالي، يمكن للهيليسكوب ^تم قراءة شظايا الحمض النووي من حوالي 55 زوجا أساسيا في الطول. كلما ازدادت القواعد في التسلسل، انخفضت النسبة المئوية للخيوط التي يمكن استخدامها في العينة، لأن بعض الخيوط تتوقف عن الاستطالة أثناء العملية.

للقراءة من 20 أو نحو ذلك قواعد، حوالي 86٪ من فروع يمكن استخدامها. لقراءة أطول (55+ أزواج قاعدة) هذه النسبة تنخفض إلى حوالي 50٪.

ميزة جزيء واحد

في حين أن العديد من الشركات الأخرى تقدم مختلف تقنيات التسلسل تلو الأخرى مع منصات الإنتاجية العالية، الكواشف المختلفة المختلفة، بتكلفة مماثلة، وقراءة قصيرة من أزواج قاعدة 25-40، هيليكوس يقرأ فقط تسلسل الحمض النووي واحد النوكليوتيدات في وقت واحد مع براءة اختراع تقنية وضع العلامات التي هي حساسة بما فيه الكفاية للسماح للقراءة على جزيء واحد. طرق أخرى تتطلب أن يتم تضخيم الحمض النووي (باستخدام ير) لجعل عدة (ملايين) من النسخ قبل التسلسل. وهو يقدم إمكانية وجود درجة كبيرة من عدم الدقة بسبب أخطاء المعالجة من خلال الإنزيمات البلمرة أثناء التضخيم.

وحتى نيسان / أبريل 2008، أفيد بأن الهليسكوبيتم تمكن من تسلسل مليارات قواعد النوكليوتيدات يوميا.

هيليكوس عضو في تحالف الطب الشخصي وتلقت "1000 دولار جينوم" تمويل المنح. الجينوم 1000 $ في يوم واحد هو الهدف المتوقع الذي يتطلب المنظم لمعالجة مليارات القواعد في الساعة. حاليا، فإن نموذج التسلسل سوف يستغرق سنوات لتحديد الجينوم بأكمله، والتي من شأنها أن تكلف أكثر بكثير من 1000 $.

تطبيقات تكنولوجيا تسمست كثيرة، بما في ذلك الكشف عن المتغيرات الوراثية في البشر والأنواع الأخرى لتحديد أسباب المرض، ومقاومة المضادات الحيوية في البكتيريا، والفيروسات في الفيروسات وأكثر من ذلك. القدرة على الكشف عن جين واحد دون تضخيم له العديد من الاستخدامات المحتملة في علم الأحياء الدقيقة البيئية، حيث غالبا ما تستخدم التقنيات الجينية للكشف عن الكائنات الحية الدقيقة غير القابلة للحياة وغير المستزرعة أو تلك الموجودة في التربة وغيرها من المصفوفات التي تحظر العزلة بالطرق الحالية. وعلاوة على ذلك، فإن طبيعة العينات البيئية غالبا ما يواجه صعوبات لتضخيم الجينات باستخدام ير، وذلك بسبب قضايا التلوث. ومع ذلك، يجب أيضا التغلب على هذه الصعوبات من أجل إنزيمات البلمرة المستخدمة في تسمست للعمل دون تدخل.

نظرية وراء تسلسل جزيء واحد هو أساسي إلى حد ما، وكنت قد تتساءل لماذا لا أحد قد فكرت في ذلك من قبل. على الرغم من أنه يبدو بسيطا بما فيه الكفاية، وهناك العديد من المكونات التقنية المشاركة في تطوير مثل هذه المنصات، والكثير من التحديات للحفاظ على هيليكوس مشغول، بما في ذلك تطوير التفاعلات الكيميائية والكواشف الجديدة، لوحات وقراء الإنتاجية العالية.القدرة على اكتشاف مضان تسمية واحدة على قاعدة واحدة تتطلب أجهزة حساسة للغاية ، والكيمياء لوضع العلامات وكشف الإشارات يجب أن يكون مجرد حق تقليل التدخل وتحسين الإخلاص من والبوليميراز الحمض النووي كما يتم تطبيقها على قوالب يجمد والنوكليوتيدات المسمى. هذه هي بعض التحديات التي تواجهها هيليكوس لأنها تواصل تطوير هذه التكنولوجيا على أمل تقديم يوم من الأيام الجينوم البشري 1000 $، 1 يوم.