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:

Расставание действительно может причинять физическую боль 16.09.2026

Разрыв отношений с близким человеком способно вызывать настолько сильные переживания, что привычное выражение "разбитое сердце" иногда воспринимается почти буквально. Человек может испытывать тревогу, тоску и эмоциональное напряжение, сопровождающиеся вполне реальными телесными ощущениями. Исследования работы мозга показывают, что такая связь между эмоциональными и физическими страданиями может иметь вполне определенную нейробиологическую основу. Эксперимент, позволивший изучить этот вопрос, провела команда психолога Итана Кросса из Мичиганского университета. В исследовании участвовали 40 человек, недавно переживших расставание по инициативе партнера. Все добровольцы продолжали остро реагировать на произошедшее, что позволило исследователям изучить мозговую активность в период наиболее сильных переживаний. Во время эксперимента участников помещали в аппарат магнитно-резонансной томографии. Испытуемым поочередно показывали фотографию бывшего партнера и подвергали предплечье воздей ...>>

Научно доказана невозможность создания нейтринного лазера 16.09.2026

Лазер давно перестал быть исключительно лабораторной технологией: сегодня он используется в связи, медицине, промышленности и научных исследованиях. Поэтому физики периодически предлагают необычные варианты устройств, способных работать по аналогичным принципам, но с другими типами частиц. В 2025 году появилась идея создать лазер, формирующий направленный поток нейтрино. Однако последующий теоретический анализ показал, что привлекательная на первый взгляд концепция сталкивается не просто с техническими трудностями, а с фундаментальными законами квантовой физики. Первоначальную концепцию предложили профессор Массачусетского технологического института (MIT) Джо Формаджио (Joe Formaggio) и Бен Джонс (Ben Jones) из Техасского университета в Арлингтоне. Согласно их замыслу, облако радиоактивных атомов следовало охладить до сверхнизких температур порядка нанокельвинов - миллиардных долей кельвина. В таких условиях атомы могли бы сформировать Бозе - Эйнштейновский конденсат, особое квантов ...>>

Индекс нижнего белья раскрыл состояние швейцарских почв 15.09.2026

Почва кажется обычной частью окружающего нас ландшафта, однако под ее поверхностью существует сложная экосистема, от состояния которой напрямую зависит жизнь человека. Миллиарды микроорганизмов, черви, грибы и другие обитатели почвы перерабатывают органические вещества и участвуют в круговороте питательных элементов. Чтобы привлечь внимание общества к этой мало заметной проблеме, исследователи из Цюрихского университета придумали весьма необычный эксперимент: они закопали более 2000 пар хлопкового нижнего белья в садах, на лугах, полях и газонах по всей Швейцарии. Проект получил название "Доказательство в виде нижнего белья" и представлял собой не массовую шутку, а научный эксперимент, позволяющий наглядно оценить биологическую активность почвы. Исследователи помещали хлопковые изделия в землю, а примерно через два месяца извлекали их и сравнивали степень разрушения ткани. Некоторые образцы за это время практически исчезали, оставляя лишь отдельные фрагменты швов, тогда как на други ...>>

Гибкий алмаз вырабатывает электричество 15.09.2026

Алмаз традиционно воспринимается как исключительно твердый и практически неподвижный материал, поэтому возможность получать из него электричество при механической деформации долгое время казалась невероятной. В начале XX века алмаз относили к непьезоэлектрическим материалам, то есть считалось, что при сжатии или изгибе он, в отличие от кварца, не способен создавать электрический заряд. Однако исследователи из Университета Гонконга обнаружили, что при определенных условиях это представление требует пересмотра. Проблема заключалась прежде всего в физической природе самого минерала. Обычный алмаз настолько тверд, что заметно согнуть его практически невозможно. Поэтому специалисты использовали другой подход и изготовили из алмаза чрезвычайно тонкую гибкую мембрану. После механического воздействия на такую конструкцию измерительные приборы зарегистрировали устойчивые электрические сигналы. Эксперименты неоднократно повторяли и проводили в различных условиях, чтобы исключить случайное про ...>>

Найдена химическая причина возрастных изменений запаха кожи 14.09.2026

Запах человеческого тела меняется на протяжении всей жизни, и особенно заметные изменения могут происходить в пожилом возрасте. Речь идет не только о привычном запахе пота или особенностях гигиены: старение сопровождается целым комплексом биохимических процессов в коже, способных влиять на ее естественный запах. Ученые обнаружили одно из веществ, которое связывают с характерным ароматом, часто называемым "запахом старости". Исследователи установили, что важную роль в этом процессе играет 2-ноненаль - органическое соединение из группы ненасыщенных жирных альдегидов. Это вещество обладает характерным запахом, который нередко описывают как сочетание прогорклого масла и затхлого картона. Его количество в коже увеличивается по мере старения организма, поэтому концентрация 2-ноненаля рассматривается специалистами как одна из биохимических причин возрастного изменения запаха. По словам дерматологов, заметные изменения начинают становиться более вероятными после 40 лет. Доктор Сонал Чоуд ...>>

Случайная новость из Архива Биометрический датчик изображения на пластиковой основе 22.01.2016 Специализирующаяся на разработке гибкой органической электроники британская компания FlexEnable, год назад отделившаяся от компании Plastic Logic, созданной Кембриджским университетом, и разрабатывающая органические датчики изображения французская компания ISORG, созданная в 2010 году выделением из французского научно-исследовательского учреждения CEA-Grenoble Nanomaterials Laboratory, представили первый в мире большой гибкий биометрический датчик изображения на пластиковой основе. Размеры активной области датчика - 8,6 x 8,6 см. Светочувствительные элементы датчика имеют размер 78 мкм, расстояние между ними - 6 мкм. Разрешение датчика - 1024 x 1024 пикселей. Поскольку датчику большого размера не нужна оптическая система, его толщину удалось уменьшить до 0,3 мм. Датчик работает в видимой и ближней инфракрасной области спектра, вплоть до длины волны 900 нм. Это позволяет получать изображение не только папиллярного рисунка на поверхности пальца, но и кровеносных сосудов в прилегающей области, обеспечивая повышенную степень защиты. Создание датчика стало возможным за счет объединения технологии печатных органических фотоприемников, разработанной специалистами ISORG, и технологии управляющих цепей на органических тонкопленочных транзисторах на пластиковой основе, разработанной в FlexEnable. По словам партнеров, гибкий и тонкий датчик может быть размещен практически на любой поверхности, что позволяет наделять функцией дактилоскопии самые разные объекты. Например, автомобиль сможет узнавать водителя, как только тот обхватит руками рулевое колесо, а владелец кредитной карты сможет подтвердить операцию, просто взяв карту в руки.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2026