Компактний прилад, що зовні нагадує картку флеш-пам'яті, загрожує справжньою революцією в медицині, адже це - мініатюрний секвенатор, здатний швидко виявити присутність у пробі не надто складних геномів, наприклад, вірусних або бактеріальних.
Принаймні, в ході публічної презентації MinION, що відбулася нещодавно на конференції AGBT у Флориді, розробники наочно продемонстрували його можливості, успішно секвенувавши геном бактеріофагу ΦX174, що складається з приблизно 5 тис. нуклеотидних пар. Саме дійство було багато в чому символічно, адже наприкінці 1970-х саме цей вірус став першим організмом, ДНК якого було від початку до кінця секвенована - тобто, була встановлена повна послідовність його нуклеотидів. Тим самим автори не тільки показали можливості своєї розробки, але і підкреслили, що вона відкриває досить широкі ворота для майбутнього: адже якщо колись взагалі все почалося з цього простого геному, а сьогодні триває повним секвенуванням геному вищих організмів, включаючи людину, то і MinION обіцяє перспективи не менші.
Поки ж для більш великих геномів розробники Oxford Nanopore пропонують не настільки портативний пристрій GridION, що працює, однак, на тих же - досить незвичайних - принципах. У цих інструментах ДНК розміщується в розчині, що містить білки, що зв'язуються до кінців обох її ниток. Потім до розчину підводиться слабкий струм, і заряджені білки захоплюють пов'язані нитки ДНК до одного з електродів, крізь спеціальну мембрану, що містить безліч пір діаметром близько 10 мкм.
Пори ці зсередини містять модифікований білок альфа-гемолізин (AHL), бактеріальний токсин, структура якого нагадує полую воронку з мінімальним діаметром всього 10 нм. Взаємодіючи з AHL, вихідні білки починають розгортати подвійну спіраль ДНК, і одна з її ниток, як нитка крізь голкове вушко, проходить крізь внутрішню порожнину в AHL. Нитка рухається строго поступово, один нуклеотидний залишок за іншим, причому нуклеотидні залишки різних видів злегка по-різному впливають на струм, що проходить крізь конкретну мембрану в конкретний момент часу. Це і дозволяє визначити їх послідовність в нитці ДНК.
Цей підхід набагато простіше прийнятих сьогодні повсюдно процедур секвенування. Він не вимагає попередньої ампліфікації ДНК - тобто, «розмноження» її молекул до великої кількості копій, процесу, що вимагає великих часових витрат. Не потрібно і розривати ланцюжок для проведення аналізу на дрібні фрагменти - він дозволяє секвенувати ДНК довжиною до 10 тис. нуклеотидних залишків, що мінімум на порядок більше, ніж у існуючих методів. Можна сказати, генетична послідовність просто зчитується, як символи на старовинній телеграфній стрічці.
Варто сказати, що розробникам з Oxford Nanopore Technologies не вдасться обійтися без потужних конкурентів. На тій же конференції AGBT відомий вчений і бізнесмен Джонатан Ротберг (Jonathan Rothberg) оголосив про те, що його власна компанія Ion Torrent вже найближчим часом представить секвенатор неймовірної потужності. За запевненнями Ротберга, пристрій Ion Proton зможе ідентифікувати всю послідовність геному людини за 2 години роботи і не більше тисячі доларів! Згадаймо, що на цю роботу в рамках проекту «Геном людини» ще кілька тому було витрачено більше десяти років.
Втім, в Oxford Nanopore Technologies не сумують: їх GridION теж здатний на подібне, а MinION і створюється не для цього. Він призначений для отримання швидких результатів у «польових» умовах, для ідентифікації патогенів або виявлення небезпечних мутацій. При цьому кожен MinION обійдеться покупцям не більш ніж в 900 доларів. Чекаємо революцій!
За прес-релізом Oxford Nanopore Technologies