DNA w formie kodu kreskowego przyspiesza mapowanie genomu :: Artykuły / Polski Serwis Naukowy

Polecamy również:

Nareszcie! Naukowcy zaglądają do wnętrza molekuł

Pojawiające się właściwości cytoszkieletu - od molekuł do komórek, Sant Feliu de Guixols, Hiszpania

Przedsiębiorcy i chemicy uzgadniają nową normę dla bioaktywnych molekuł

Nowe dane na temat kluczowej molekuły uczestniczącej w rozwoju organizmów

Unijni naukowcy wykorzystali drożdże do ułożenia sekwencji genomu człowieka

Zespół naukowców, których prace są finansowane ze środków unijnych, stworzył tanią i łatwą metodę przetapiania molekuł DNA (kwasu dezoksyrybonukleinowego) na kod kreskowy w ciągu 1-2 godzin zamiast jak zazwyczaj doby. Ta nowa technika, opisana w czasopiśmie Proceedings of the National Academy of Sciences USA, mogłaby zostać wykorzystana do szybkiego mapowania genetycznego i diagnozy medycznej.

Projekt READNA (Rewolucyjne podejścia i urządzenia do analizy kwasów nukleinowych) otrzymał niemal 12 mln EUR z tematu "Zdrowie" Siódmego Programu Ramowego (7PR), którego budżet przeznaczony jest na finansowanie przełomowych technik sekwencjonowania i genotypowania DNA, które mają zrewolucjonizować metody analizy kwasów nukleinowych.

"Mapowanie genomu danej osoby jest obecnie kosztownym i skomplikowanym procesem" - wyjaśnia Jonas Tegenfeldt z Uniwersytetu w Lund, Szwecja. Nowa technika może wyeliminować obydwie te wady. Po pierwsze wymaga tylko jednej molekuły DNA do analizy, zatem nie ma potrzeby wcześniejszej amplifikacji DNA. Nie ma również konieczności wstępnej obróbki czy fragmentacji molekuły DNA, dzięki czemu można wykryć zmienność sekwencji DNA bez wpływania na ogólną organizację genomu.

To sprawia, że proces jest szybszy i tańszy. Technika ta umożliwia również porównanie między komórkami bez konieczności uśredniania wyników grupy amplifikowanych molekuł. Właściwości te czynią z niej idealną kandydatkę na rutynową analizę szpitalną, aby sprawdzić na przykład, czy pacjent ma genetyczne predyspozycje do choroby.

Kody kreskowe DNA nie są niczym nowym, z tym że ta metoda wprowadza nowy sposób ich uzyskiwania. Technika opiera się na fakcie topnienia różnych części molekuły DNA w różnych temperaturach.

Molekuła DNA składa się z dwóch łańcuchów, które można rozpleść laboratoryjne do analizy. Każdy łańcuch DNA ma odrębną sekwencję, tj. charakterystyczną serię nukleozasad zwanych adeniną, tyminą, guaniną i cytozyną (A, T, G i C). Dwa łańcuchy utrzymują się razem za pomocą wiązań między nukelozasadami: "A" może tworzyć parę wyłącznie z "T", a "G" zawsze łączy się z "C". Para "G-C" jest ściślej powiązana niż para "A-T", zatem jej stopienie wymaga wyższej temperatury.

Naukowcy najpierw rozciągnęli DNA w nanokanale przed ogrzaniem go do temperatury, w której topi się jedynie wiązanie "A-T". Wcześniej DNA jest zabarwiane specjalną substancją fluorescencyjną, aby uzyskać obraz stopionej molekuły. Wzór powstający w wyniku częściowego topnienia pokazuje podstawową sekwencję w sposób gruboziarnisty, tj. topiące się części bogate w "A-T" są mniej fluorescencyjne i tworzą ciemne pola w kodzie paskowym. Kod paskowy jest niepowtarzalny dla danej sekwencji każdej, analizowanej molekuły DNA.

W skład konsorcjum READNA weszli naukowcy z 12 instytucji akademickich i 6 przedsiębiorstw prywatnych z całej Europy. Grupa wykorzystuje postępy w technologii nanoprodukcyjnej - wypracowane pierwotnie na potrzeby produkcji układów scalonych - do budowy małoskalowych urządzeń "nanocieczowych" wykorzystywanych do manipulowania pojedynczymi molekułami i analizowania ich.

Technika kodu kreskowego jest już opatentowana i może znaleźć istotne zastosowania medyczne na przykład w identyfikowaniu wirusów i bakterii u pacjenta. Zdaniem dr Tegenfeldta "możemy również sprawdzić, czy coś poszło nie tak w genomie człowieka, ponieważ istnieje możliwość zobaczenia, czy któraś część chromosomu przesunęła się z jakiegoś powodu. Tak właśnie się dzieje w przypadku niektórych chorób."

Za: CORDIS

komentuj publikację

Czy wiesz że...?

wersja BETA

Genomika dziedzina biologii molekularnej i biologii teoretycznej (pokrewna genetyce i ściśle związana z bioinformatyką) zajmująca się analizą genomu organizmów. Głównym celem genomiki jest poznanie sekwencji materiału genetycznego oraz mapowanie genomu ale również określenie wszelkich zależności i interakcji wewnątrz genomu. pełny tekst

Kod kreskowy, kod paskowy (ang. bar code) graficzna reprezentacja informacji poprzez kombinację ciemnych i jasnych elementów, ustaloną według przyjętych reguł budowy danego kodu. Kod kreskowy przeznaczony jest dla czytników elektronicznych. Ma na celu umożliwienie automatycznego odczytywania informacji. Głównym zastosowaniem kodu kreskowego jest automatyczna identyfikacja produktów w szeroko pojętej logistyce. pełny tekst

Mapowanie normalnych (ang. Normal Mapping lub Dot3 bump mapping) jest to technika teksturowania, która symuluje niewielkie wypukłości powierzchni, bez ingerencji w geometrię obiektu trójwymiarowego. Technika jest bardzo bliska technikom mapowania wypukłości (ang. Bump Mapping) czy mapowania przemieszczeń (ang. Displacement Mapping), jednak pozwala osiągnąć znacznie lepsze wyniki przy mniejszym użyciu pamięci. Mapowanie normalnych polega na zastępowaniu oryginalnych wektorów normalnych (prostopadłych do powierzchni) obiektu, wektorami normalnymi zapisanymi na mapie. Mapy normalnych, w przeciwieństwie do np. map wypukłości (gdzie tworzone są w skali szarości), są tworzone w kolorach RGB. Każda składowa koloru mapy RGB, odpowiada współrzędnym składowej normalnej danego piksela. Technika wykorzystywana w większości najnowszych gier i animacji. pełny tekst

Moduł "Czy wiesz że...?" (wersja testowa, beta): definicje/pojęcia wygenerowane w obrębie tego modułu pochodzą z Wikipedii i udostępniane są na licencji Creative Commons: uznanie autorstwa, na tych samych warunkach, z możliwością obowiązywania dodatkowych ograniczeń. Dostęp do pełnej wersji każdego hasła (oraz dokładnch informacji na temat licencji, autora oraz edycji) możliwy jest po kliknięciu w odnośnik opisany jako "pełny tekst".