Миниатюрное устройство для чтения генома

13.02.2018

Молекулярные биологи из Ноттингемского университета (Великобритания) и Калифорнийского университета в Санта-Крузе создали секвенатор - аппарат для анализа последовательностей ДНК - размером с обычный телефон. Он "читает" более длинные фрагменты генома, чем ряд существующих полноразмерных секвенаторов, за счет чего собирать полную последовательность ДНК из кусочков становится проще. Разработчики надеются, что их прибор будут использовать не только в научных лабораториях, но и в больницах.

В основе устройства лежит принцип нанопорового секвенирования. Молекула ДНК при этом проходит через отверстие крайне малого диаметра - нанопору. Преодолевая ее, каждый тип "строительных блоков" ДНК, нуклеотидов (а всего таких типа 4), генерирует свой уникальный электрический сигнал. Так и определяется последовательность нуклеотидов в молекуле. Утверждается, что это происходит с точностью 99,5 процентов.

Главные достоинства нового секвенатора - это его размер, а также длина участков ДНК, которые он способен "прочесть". Устройство умещается в ладонь, что делает его переносным и позволяет использовать практически везде. По словам одного из авторов работы, его уже применяли в Африке во время эпидемии лихорадки Эбола. А тот факт, что анализируемые им фрагменты ДНК особенно длинные, позволяет с большей легкостью собирать геном воедино.

Дело в том, что в ДНК практически любого организма содержит в себе множество коротких практически идентичных участков. Понять, какой из них в каком месте целой молекулы находится, весьма непросто. А секвенирование его с соседними нуклеотидами, которые уже будут отличаться от повторов, позволяет расставить повторяющиеся участки в нужном для понимания строения генома порядке. За счет этого нанопоровое секвенирование дает возможность изучать фрагменты ДНК, ранее практически не поддававшиеся этому. В их число входят теломеры - концевые участки хромосом, не несущие информации о белках, но защищающих хромосомы от укорачивания.

Стоимость и сложность секвенирования геномов постоянно снижаются. Если всего десять лет назад эта процедура была финансово доступна далеко не всем и могла проводиться только в хорошо оборудованных лабораториях, то с появлением устройств, подобных описанному, секвенирование вскорости может стать доступным и в обычных больницах.

<< Назад: Телепортация солнечной энергии 13.02.2018

>> Вперед: Никотин из электронных сигарет вносит мутации в ДНК 12.02.2018

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Лабораторная модель прогнозирования землетрясений 30.11.2025

Предсказание землетрясений остается одной из самых сложных задач геофизики. Несмотря на развитие сейсмологии, ученые все еще не могут точно определить момент начала разрушительного движения разломов. Недавние эксперименты американских исследователей открывают новые горизонты: впервые удалось наблюдать микроскопические изменения в контактной зоне разломов, которые предшествуют землетрясению. Группа под руководством Сильвена Барбота обнаружила, что "реальная площадь контакта" - участки, где поверхности разлома действительно соприкасаются - изменяется за миллисекунды до высвобождения накопленной энергии. "Мы открыли окно в сердце механики землетрясений", - отмечает Барбот. Эти изменения позволяют фиксировать этапы зарождения сейсмического события еще до появления традиционных сейсмических волн. Для наблюдений ученые использовали прозрачные акриловые материалы, через которые можно было отслеживать световые изменения в зоне контакта. В ходе искусственного моделирования примерно 30% ко ...>>

Музыка как естественный анальгетик 30.11.2025

Ученые все активнее исследуют немедикаментозные способы облегчения боли. Одним из перспективных направлений становится использование музыки, которая способна воздействовать на эмоциональное состояние и когнитивное восприятие боли. Новое исследование международной группы специалистов демонстрирует, что даже кратковременное прослушивание любимых композиций может значительно снижать болевые ощущения у пациентов с острой болью в спине. В эксперименте участвовали пациенты, обратившиеся за помощью в отделение неотложной помощи с выраженной болью в спине. Им предлагалось на протяжении десяти минут слушать свои любимые музыкальные треки. Уже после этой короткой сессии врачи фиксировали заметное уменьшение интенсивности боли как в состоянии покоя, так и при движениях. Авторы исследования подчеркивают, что музыка не устраняет саму причину боли. Тем не менее, она воздействует на эмоциональный фон пациента, снижает уровень тревожности и отвлекает внимание, что в сумме приводит к субъективном ...>>

Алкоголь может привести к слобоумию 29.11.2025

Проблема влияния алкоголя на стареющий мозг давно вызывает интерес как у врачей, так и у исследователей когнитивного старения. В последние годы стало очевидно, что границы "безопасного" употребления спиртного размываются, и новое крупное исследование, проведенное международной группой ученых, вновь указывает на это. Работы Оксфордского университета, выполненные совместно с исследователями из Йельского и Кембриджского университетов, показывают: даже небольшие дозы алкоголя способны ускорять когнитивный спад. Команда проанализировала данные более чем 500 тысяч участников из британского биобанка и американской Программы миллионов ветеранов. Дополнительно был выполнен метаанализ сорока пяти исследований, в общей сложности включавших сведения о 2,4 миллиона человек. Такой масштаб позволил оценить не только прямую связь между употреблением спиртного и развитием деменции, но и влияние генетической предрасположенности. Один из наиболее тревожных результатов касается людей с повышенным ге ...>>

Искусственный мозговой матрикс 29.11.2025

Биоинженерия стремительно выходит за пределы традиционной работы с клетками и биоматериалами. Ученые пытаются не просто выращивать ткани, но и воссоздавать механизмы, управляющие жизнью клеток в реальном организме. Одним из наиболее амбициозных направлений стала разработка искусственных матриксов, которые могли бы подменить природную среду и дать исследователям возможность изучать работу мозга без участия биологических компонентов. На этом фоне работа специалистов Калифорнийского университета в Риверсайде представляет собой особенно заметный шаг вперед. В центре их исследования - платформа BIPORES, созданная полностью из синтетических веществ. Цель проекта заключалась в попытке смоделировать сложную, многослойную структуру внеклеточного матрикса, который в настоящем мозге обеспечивает питание, связь и организацию нервных клеток. При этом разработчики сознательно отказались от каких-либо белков, традиционно необходимых для прикрепления клеток, таких как ламинин или фибрин. Это решени ...>>

Ранняя Вселенная не была ледяной 28.11.2025

Понимание того, как формировались первые структуры во Вселенной, требует взгляда в эпохи, в которых не существовало ни звезд, ни галактик, ни привычных нам источников света. Научные группы по всему миру пытаются восстановить картину тех времен при помощи слабейших радиосигналов, оставшихся от водорода, который наполнял космос вскоре после Большого взрыва. Новые результаты, полученные на радиотелескопе Murchison Widefield Array в Австралии, неожиданным образом меняют представление об этих ранних этапах. Сразу после Большого взрыва, произошедшего около 13,8 миллиарда лет назад, пространство стремительно расширялось и остывало. Через несколько сотен тысяч лет образовался нейтральный водород, и началась так называемая эпоха тьмы, когда Вселенная была лишена источников излучения. Лишь значительно позже гравитация собрала газ в плотные области, где зародились первые звезды и ранние черные дыры, а их интенсивное излучение привело к реионизации водорода и окончательному появлению света. ...>>

Случайная новость из Архива Google поставит в школы США 27 тысяч хромбуков 03.02.2012 Образование является весьма прибыльной отраслью общественной жизни для технологических компаний. Не зря Intel активно разрабатывает нетбуки для использования в школах, Apple тоже продвигает ряд образовательных инициатив (чего стоит хотя бы последний анонс цифровых учебников в рамках iBook 2). Неудивительно, что и Google желает присутствовать на этом перспективном рынке. Райен Шет, глава Google по работе хромбуков в бизнесе и образовании, сообщил на конференции образовательных технологий во Флориде о том, что поисковой гигант поставит в три учебных округа США (штаты Айова, Иллинойс и Южная Каролина) более 27 тысяч ноутбуков, работающих под управлением браузерной Chrome OS в рамках специальной программы. Включая эти три района, по словам господина Шета, теперь в сотнях школ 41 штата США есть хотя бы один класс, оснащённый хромбуками. Появление устройств Google в школах важно для компании ещё и потому, что сегодняшние школьники - это завтрашние покупатели электроники. Но Google также следует обратить внимание на то, что говорит одна из сторонников хромбуков о пристрастиях своих воспитанников. "Множество школ используют операционные системы, которым 5-10 лет по причине стоимости и трудозатрат по переходу на последние стандарты, - говорит господин Шет. - Хромбуки же автоматически обновляются, и становятся лучше с течением времени". "Учащиеся любят планшеты. Я не собираюсь скрывать этот факт от вас. Они готовы [за них] преклониться перед вами", - отмечает Диана Гилберт, учитель английского в средних классах школы Блитвуда (штат Южная Каролина), которая использует планшеты в своей преподавательской практике. Впрочем, она отмечает, что хромбуки подходят для образовательного процесса лучше благодаря более удобной печати текстов и публикации работ в удобном для учителя виде. Диана Гилберт, учитель из Южной Каролины держит в руках хромбук и говорит, что учащимся нравится разнообразие исполнения их корпусов Первое поколение облачных ноутбуков Google подверглось широкой критике за низкую производительность, но Samsung показала на CES 2012 более быструю модель своего хромбука. Райен Шет также отмечает, что хромбуки весьма хороши для школ, которым необходимо лёгкое администрирование, и для учащихся, которые ценят загрузку в течение 8 секунд и время автономной работы до 8,5 часов. Кончено, несколько тысяч устройств - это капля в море, если говорить о мировом школьном и образовательном рынке. Но Google должна начинать с чего-нибудь, и представители школ во время дискуссии за круглым столом были рады расхваливать преимущества хромбуков. "Это то устройство, которое необходимо для получения знаний учащимися, - сказал Браян Вейнерт, координатор по технологиям из лейденского школьного округа в штате Иллинойс. - Мы собираемся оснастить этими устройствами 3500 учеников в следующем году. Каждый учащийся получит хромбук, который сможет использовать в школе и дома". По его словам, хромбуки заменят нетбуки по следующим причинам: "Мы ищем устройство, которое может быть незаметным. Мы хотим, чтобы учителя сфокусировались на руководстве, а не на технической поддержке, ожидании загрузки ноутбуков и проверке зарядки батарей". Второй школьный округ Ричленда в Южной Каролине будет использовать 19 тысяч хромбуков в рамках трёхлетней программы по предоставлению этих устройств ученикам от третьего до 12 класса - об этом сообщила Донна Теубер (Donna Teuber), координатор округа по внедрению технологий. Округ общинных школ города Каунсил-Блафс в Айове планирует использовать 2800 устройств в старших классах и 1500 - в средних. Об этом сообщил на конференции управляющий информационными системами округа, добавив: "Следующей осенью мы надеемся дать каждому ученику по одному такому аппарату". Хромбуки тесно связаны с приложениями Google, а также могут исполнять приложения, скачиваемые из магазина Chrome Web Store или просто загружаемые в качестве веб-страниц. Фактически, почти всё окружение ограничено браузером Chrome, а все настройки и приложения хранятся в облаке, благодаря чему администрирование становится достаточно лёгкой задачей.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2025