Лидери у јединственој молекуларној технологији
Упркос ограничењима сензитивности, брзине и величине секвенце која се може добити, нови метод за секвенцирање описан у ПНАС-у је био нов и показао довољно обећања да ухвати очи улагача капиталиста који су се обратили професору о улагању у његову технологију. Мора да постоји нешто у вези са техником коју су тражили инвеститори, јер је ово први , према дугогодишњем особљу и вишем директору истраживања, др Тимотхи Харрису ... инвеститори улагања обично не приступају научници, то је обрнуто !
Публикација ПНАС објављена је 1. априла 2003. године, прва круг финансирања нове компаније започела је 19. децембра 2003. године, а 2. јануара 2004. Хелицос је отворио врата са 5 запослених, укључујући Др. Харриса, специјалиста за мерење науке и технологија једне молекуле. Хелицос се тренутно налази у Кембриџу МА, САД, и након 2 круга финансирања инвестиција и од ИПО 27. маја 2007. године, јавно се тргује под НАСДАК-ом: ХЛЦС .
Хелицос је специјализован за технологије генетске анализе, посебно за технологију Секуенцинг Труе-Молецуле Секуенцинг (тСМС ТМ ) , потврђену са секвенцирањем геномом вируса М13, како је описано у часопису Сциенце у априлу 2008. Специјализована тСМС ТМ платформа користи ХелиСцопе ТМ Сингле Молецуле Секуенцер .
Према речима др. Харриса, овај конкретни пројекат је започет у јануару 2004. године, а до јуна 2005. године успешно су секвенцирали вирус М13, медицински релевантан низ, описан у научном раду.
Како функционише тСМС ТМ ?
ДНК ДНК око 100-200 базних парова је исечен на мање фрагменте помоћу ензима рестрикције , а додата су полиА репа. Скраћене прамене се потом хибридизују на плочу Хелицос тока, која има милијарде полиТ ланаца везаних за његову површину. Сваки хибридизовани шаблон је секвенциран истовремено. Због тога се може прочитати милијарде по трчању. Означавање се врши у "четверама" који се састоје од по четири циклуса за сваку од 4 нуклеотидне базе. Додаје се флуоресцентне базе, а ласер у инструменту освјетљава етикету, узимајући читање које су праменови покупили ту посебно означену базу. Етикета се затим одваја, а следећи циклус почиње новом базом. Након што је проточна ћелија третирана са сваком базом (4 циклуса), куад је комплетан, а нова почиње поново са почетном нуклеотидном базом.
Тренутно, ХелиСцопе ТМ може читати ДНК фрагменте од око 55 базних парова у дужини. Што је више основа у секвенци, нижи је проценат жила које се могу користити у узорку, јер неке траке престају да елонгирају током процеса.
За читање од 20 или више база може се користити око 86% праменова. За дуже читање (55+ базних парова) овај проценат пада на око 50%.
Предност једне молекуле
Док неколико других компанија нуди разне технологије секвенцирања по синтези са платформама са високим протоком, разним различитим реагенсима, упоредивим трошковима и кратким читањем од 25-40 базних парова, само Хелицос чита ДНК секвенцу један нуклеотид истовремено са својим патентираним техника етикетирања која је довољно осетљива да дозвољава читање на једном молекулу. Друге методе захтевају да се ДНК појачава (користећи ПЦР ) да би направио вишеструке (милионе) копија пре секвенцирања. Он уводи потенцијал за значајан степен нетачности због грешака у процесу обраде ензима полимеразе током амплификације.
Од априла 2008. године, ХелиСцопеТМ је, како се извештава, могао да секвенцира милијарде нуклеотидних база дневно.
Хелицос је члан Коалиције за личну медицину и добио је грант "$ 1000 геном" . Геном од 1000 долара за један дан је пројектовани циљ који би захтевао да секвенцер обрађује милијарде база на сат. Тренутно би прототипни секвенцер требао годинама да идентификује читав геноме, који би коштао више од 1000 долара.
Апликације за тСМСТМ технологију су многе, укључујући откривање генетских варијанти код људи и других врста за утврђивање узрока болести, отпорности на антибиотике код бактерија, вируса у вирусима и више. Могућност откривања јединственог гена без појачања има много потенцијалних употреба у микробиологији животне средине, пошто се генетске технике често користе за детекцију одрживих, некултивирајућих микроорганизама или оних пронађених у земљишту и другим матрицама које забрањују изолацију постојећим методама. Штавише, природа узорака у животној средини често представља потешкоће за амплификацију гена користећи ПЦР, због проблема контаминације. Међутим, те тешкоће би такође требало превазићи да би ензими полимеразе који се користе у тСМСТМ функционисали без интерференције.
Теорија која стоји иза појединачног молекулског секвенцирања је прилично основна и можда се питате зашто нико раније није размишљао о томе. Иако звучи довољно једноставно, постоје бројне техничке компоненте које су укључене у развој таквих платформи, и доста изазова да се Хелицос задржи, укључујући развој нових хемијских реакција и реагенса, плоча и читача високог протока. Способност детектовања флуоресценције једне етикете на једној бази захтева изузетно осетљиву инструментацију , а хемија за обележавање и детектовање сигнала мора бити у праву да минимизира сметње и оптимизује веродостојност ДНК полимеразе пошто се примењује на имобилизоване шаблоне и означава нуклеотида. Ово су неки од изазова са којима се суочава Хелицос, јер наставља да развија ову технологију у нади да ће једног дана испоручити $ 1000, 1 дан хуманог генома.