Лидери во единствена молекула технологија
И покрај ограничувањата во чувствителноста, брзината и големината на редоследот кој се добива, новиот метод за секвенционирање опишан во PNAS беше роман и покажа доволно ветување да го привлече вниманието на вложените капиталисти кои му пристапија на професорот за инвестирање во неговата технологија. Мора да имало нешто во врска со техниката што ја бараа инвеститорите во вложување, бидејќи ова беше прво , според долгогодишниот член на персоналот и постар директор за истражување, д-р Тимоти Харис ... вложување инвеститори обично не пристапуваат научниците, тоа е обратно !
Публикацијата PNAS беше објавена на 1 април 2003 година, првиот круг на финансирање за нова компанија беше инициран 19 декември 2003 година, а на 2 јануари 2004 година Хеликос ги отвори своите врати со 5 вработени, вклучувајќи го и д-р Харис, специјалист за мерење на науката и технологија на еден молекул. Хеликос во моментов се наоѓа во Кембриџ, САД, и по 2 рунди за финансирање на инвестиции, и како IPO на 27 мај 2007 година, сега јавно се тргува под NASDAQ: HLCS .
Хеликос специјализира во технологиите на генетска анализа, особено на технологијата за секвенцијална молекула (tSMS TM ) , потврдена со секвенционирањето на геномот на вирусот М13, како што е опишано во списанието Science во април 2008 година. Специјализираната платформа tSMS TM го користи HeliScope TM Single Молекулски секвенсер .
Според д-р Харис, овој конкретен проект започна во јануари 2004 година, а до јуни 2005 тие успешно го секвенцираа вирусот М13, медицински релевантен редослед, опишан во научниот труд.
Како функционира tSMS TM ?
Лента од ДНК околу 100-200 основни парови се сече на помали фрагменти користејќи рестрикциски ензими , и се додаваат полиа опашки. Скратените жици потоа се хибридизираат до клеточната плоча на Хеликос, која има милијарди полиT синџири врзани за неговата површина. Секој хибридизиран шаблон е секвенциран одеднаш. Затоа милијарди за една јачина може да се прочита. Етикетирањето се изведува во "квадри", составени од по 4 циклуси, за секоја од 4 нуклеотидни бази. Додадени се флуоресцентни ознаки, а ласер во инструментот ја осветлува етикетата, земајќи ја предвид која насока ја презема таа одредена означена база. Етикетата потоа се расцепува, а следниот циклус започнува со нова база. Откако протокот ќелија се третира со секоја база (4 циклуси), quad е комплетен, а нов започнува повторно со почетната нуклеотидна база.
Во моментов, HeliScope TM може да ги чита ДНК фрагментите од околу 55 базични парови во должина. Колку повеќе бази во секвенцата, толку е помал процентот на насоки кои можат да се користат во примерокот, бидејќи некои насоки престануваат да се издолжуваат за време на процесот.
За читања од 20 или повеќе бази, може да се користат околу 86% од цевките. За подолго читање (55+ базни парови) овој процент паѓа на околу 50%.
Едномолекуларна предност
Додека неколку други компании нудат различни технологии за секвенционирање по синтеза со платформи со високи перформанси, разни различни реагенси, споредливи трошоци и за кратки читања од 25-40 базни парови, само Helicos ја чита DNA секвенцата еден нуклеотид во исто време со својот патентиран етикетирање техника која е доволно чувствителна за да овозможи читања на една молекула. Другите методи бараат ДНК да се засили (со користење на ПЦР ) за да направи повеќе (милиони) копии пред секвенционирање. Го воведува потенцијалот за значителен степен на неточност поради грешки во процесирањето со полимеразни ензими за време на засилување.
Од април 2008 година, HeliScopeTM, наводно, можел да секционира милијарди нуклеотидни бази дневно.
Хеликос е член на коалицијата за персонализирана медицина и доби финансиска помош од "1000 геноми" . Геномот од 1000 долари за еден ден е предвидена цел која ќе бара секвенционирачот да процесира милијарди бази на час. Во моментов, на прототипот секвенсер ќе бидат потребни години за да се идентификува целиот геном, кој ќе чини многу повеќе од 1000 долари.
Апликациите за tSMSTM технологија се многубројни, вклучително и откривање на генетски варијанти кај луѓето и другите видови за утврдување на причинители на болеста, отпорност на антибиотици кај бактериите, мудрост кај вируси и многу повеќе. Способноста за откривање на еден ген без засилување има многу потенцијални намени во микробиологијата на животната средина, бидејќи генетските техники често се користат за откривање на одржливи, некултивирачки микроорганизми или оние што се наоѓаат во почвата и другите матрици со кои се забранува изолација со сегашните методи. Понатаму, природата на примероците во животната средина честопати предизвикува потешкотии за генетско засилување со користење на ПЦР, поради проблеми со контаминација. Сепак, овие тешкотии исто така ќе треба да се надминат за да полимеренските ензими кои се користат во tSMSTM функционираат без пречки.
Теоријата за секвенционирање на еден молекул е прилично основна, и може да се запрашате зошто никој претходно не мислел на тоа. Иако звучи доволно едноставно, постојат многу технички компоненти кои се вклучени во развивањето на такви платформи, како и многу предизвици за задржување на Хеликос, вклучувајќи го и развојот на нови хемиски реакции и реагенси, плочи и читачи со висок проток. Способноста да се открие флуоресценција на една етикета на една база бара високо чувствителни инструменти , а хемијата за означување и откривање на сигналите треба да биде само право да ги минимизира пречките и да ја оптимизира верноста на ДНК полимеразата, бидејќи се применува на имобилизирани шаблони и етикетирани нуклеотиди. Ова се некои од предизвиците со кои се соочува Хеликос, бидејќи продолжува да ја развива оваа технологија со надеж дека еден ден ќе го испорача човечкиот геном од 1000 денари.