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测序人类基因密码,有望迎来一个新时代的遗传医学

Published on November 16, 2004 at 7:47 AM · No Comments

人类遗传密码序列的分子生物学家能力有望迎来在遗传医学的新时代,但这并不意味着科学可以准确读取个人的遗传密码。

由代码组成的DNA测序仍然过于缓慢,昂贵的和不准确的,允许特定组织的测序,这是有必要了解许多特殊问题,个别病人的遗传的。

亚利桑那州立大学物理学教授,并在生物设计研究所单分子生物物理中心主任司徒赛,探讨,一个激进的DNA测序新方法,可以使长期梦寐以求的真正的遗传医学的时代可能极其迅速,准确,低成本的单个DNA分子测序。然而,一些重大的技术障碍仍然需要克服之前的想法也算是一个可用的技术。

克服这些技术挑战的目标,国立卫生研究院国家人类基因组研究所(NHGRI)已获得$ 550,000,为期三年的资助,以林赛罗进一步制定纳米技术项目的快速遗传分析。该奖项是刚刚在NHGRI的革命基因组测序技术的补助金计划,该研究所说,是在旨在今年七个之一“突破技术,将会使一个人类的大小的基因组来是1,000元或以下测序的发展。”

但是作为一个科学家,,林赛罗小心不声称的突破。

“还有一个残酷的现实,相当数量的处理,”他说。 “由于我们对项目的工作更难,我们还没有遇到任何根本性的问题,说这是不可能的 - 但是,我们也遇到许多挑战,仍然需要解决。但是,这就是科研。我们正在扎实推进,每一个新的问题就来了时间,我们已经找到了它周围的方式。这笔赠款是一个极好的机会来继续工作。“

Lindsay的新测序技术用原子队显微镜(AFM)的,这习惯是使用来分析的一个敏感探头的超小型提示相结合,对材料表面结构的分子决议天然环型糖分子称为环糊精。林赛认为,环分子,原子力显微镜的探针尖端配对时,可以有效地被用来作为传感器,以“读”的氨基酸的代码在人类基因组,包括数以百万计的碱基(DNA的“基地”)序列。

“林赛说:”环糊精是大自然的小分子环,。他说:“他们只是足够大的幻灯片的DNA链通过。方便,大自然也使得他们整齐的小侧面反应组,所以你可以用它们的化学。“

通过一侧的年轮上的反应组,Lindsay的技术建议将环的敏感的原子力显微镜针尖,一个锚的DNA分子将线程成环,拉它通过,录制的“颠簸”的微妙的差异造成的环的不同的DNA碱基的摩擦。因此,由此产生的数据可以被翻译成精确序列的DNA分子。

主题通过环糊精分子环的DNA,环糊精分子首先围绕一个长期的,直的分子组装,就像上线的珠子。然后连接到“线”分子一端的表面,并在DNA分子通过化学键年底。针尖债券,以“珠”,它的运动和迅速拉第一次的“线”,然后通过DNA分子环。

如果Lindsay的建议测序方法,可向工作,这将显着更快,比目前的测序技术更准确。

“随着技术的增加,没有任何理由,你不能在微秒读取基地,在这种情况下,你可以让整个人类基因组测序,以小时的时间,”他说。

的第一个人类基因组测序,在2002年完成,两队11年,耗资1亿美元。 Lindsay的方法可以使相同的基因组测序可能低于1000美元的壮举。

“另一个优点是,这种方法可用于单个分子,”林赛说。 “你可以拿出一个癌细胞的DNA片断,并得到其编码序列,并采取了相邻的正常细胞的DNA,并要求其序列比较。

“你可以做,而不需要修改的DNA。目前的测序技术,这是很慢,需要您采取的DNA,并通过聚合酶链反应,这是容易出错的复制。微妙的,单个碱基的差异,可能与疾病做可以很容易迷路。“

虽然概念听起来比较简单,使事情在单个分子nanospace的工作是非常困难的,而且有许多,林赛和他的团队仍然要克服的技术障碍。

尽管面临挑战,林赛感到鼓舞的是NHGRI已经选定了他的建议拨款生物科学的未来是至关重要的一个领域,数量非常小,在与其他竞争的想法。该奖项是一个19赠款研究所宣布,亚利桑那州立大学的研究人员在美国国立卫生研究院拨款总额3800万美元的一轮的二分之一。

http://www.asu.edu/