Dna-afkoder på størrelse med cigaretpakke varsler ny æra
more_vert
close

Få de daglige nyheder fra Version2 og Ingeniøren. Læs mere om nyhedsbrevene her.

close
Ved at tilmelde dig accepterer du vores Brugerbetingelser, og du accepterer, at Teknologiens Mediehus og IDA-gruppen lejlighedsvis kan kontakte dig om arrangementer, analyser, nyheder, job og tilbud m.m. via telefon og e-mail. I nyhedsbreve, e-mails fra Teknologiens Mediehus kan der forefindes markedsføring fra samarbejdspartnere.

Dna-afkoder på størrelse med cigaretpakke varsler ny æra

Størrelsen på MinION gør det muligt at tage den med i rygsækken på felttur. Illustration: MinION

Meterhøje maskiner til sekventering af dna ser ud til snart at blive erstattet af små bokse på størrelse med cigaretpakker, der kan kobles til computeren med et USB-stik.

På et tidspunkt, hvor udviklingen inden for dna-sekventering mest ligner en tornado, der hvirvler alle faggrupper fra lægevidenskab til biologi og palæontologi med sig, har det britiske firma Oxford Nanopore fået tornadoen til at snurre endnu hurtigere ved at udsende en testversion af sekventeringsmaskinen MinION til forskere. Og selvom der er skeptikere blandt forskerne, er den overordnede vurdering, at MinION kan revolutionere markedet.

»Det her er sindssygt spændende. Vi kommer helt sikkert til at se et nyt marked af små dna-maskiner, som kan bruges i felten eller i den lille lægepraksis. MinION kan allerede gøre det i realtime,« siger Simon Rasmussen, der er adjunkt på Center for Biologisk Sekvensanalyse ved DTU.

Størrelsen på MinION gør hele forskellen, fordi f.eks. fødevarekontrollen pludselig kan have den med på opgaver til at finde bakterier som listeria. I lægeklinikken ude på landet kan man pludselig undersøge for alt fra MRSA til arvelige sygdomme, og biologer på feltarbejde i øde områder kan dna-sekventere organismer på stedet.

Dørvogtere giver kun fri passage til særlige molekyler

MinION er faktisk det håndgribelige resultat af en ny forskningsgren, der tog sin begyndelse i midten af 1990’erne. Flere universiteter er begyndte at overveje at benytte såkaldte nanopore som biologiske sensorer. Nanopore er groft sagt en kanal på få nanometer gennem cellers membraner, der transporterer molekyler eller ioner.

Kanalerne kan skabes kunstigt, f.eks. ved brug af bakterier. Hos det britiske firma Oxford Nanopores, der står bag MinION, har forskerne skabt nanokanaler af proteiner, der er hæftet på et tyndt lag polymer. Nanokanalerne er samlet i et netværk af fordybninger eller 'brønde' på en overflade i den bærbare MinION, og hver brønd er sin egen uafhængige sensor.

Det geniale ved at bruge nanokanaler som en biologisk sensor er, at forskerne kan sætte strøm til kanalen og bruge ændringerne i spændingen til at afgøre, hvad der passerer gennem den.

Samtidig kan forskerne styre, hvad der får lov til at passere gennem kanalen. Det gør de ved at skabe en slags dørvogtere i form af f.eks. enzymer på toppen af nanokanalen. Enzymer tillader kun bestemte molekyler at passere, mens en anden mulighed er at hæfte en dna-kode på nanokanalen, så det kun er organismer med en matchende kode, der kan passere.

I praksis kan Oxford Nanopore altså konfigurere, om maskinen skal scanne efter bakterier, dna, RNA, proteiner eller kemikalier.

Spændingsforskelle måler dna-sekvens

I tilfældet med MinION og dna-sekventering har amerikanerne vedhæftet et enzym på toppen af nanokanalen, som gør, at dna-strenge både bliver ledt gennem kanalen og delt i to som en lynlås, der åbner sig.

Hver sekvens af basepar giver udslag i forskellige spændingsforskelle, og på den måde bliver dna-strengens kode aflæst i realtime, mens MinION er forbundet til en pc.

Aflæsningen sker både hurtigere og billigere end nuværende dna-teknologier, som f.eks. de mest udbredte Next Generation-maskiner.

Men træerne gror dog ikke helt ind i himlen endnu.

Uheldige - ikke tilfældige - fejl

MinION er stadig i test, og Oxford Nanopore har frigivet den til forskere i en testversion for et depositum på 1.000 dollars og 250 dollars for forsendelse. Den endelige pris kendes ikke endnu.

En af forskerne, som har testet den, er it-biolog David Jaffe, der har sekventeret genomet hos to forskellige bakterier, der lever i menneskers mund. Han har sammenlignet resultaterne med sekventeringen udført på de nyeste Next Generation-maskiner fra det førende firma Illumina, og overordnet virker MinION rigtig godt, lyder det.

David Jaffe er overbevist om, at MinION har en stor fremtid, men på enkelte områder er der fejl i MinION-sekventeringen. Det er faktisk helt almindeligt for sekventeringsmaskiner, men MinION's fejl er ekstra forstyrrende.

Hvor Illuminas maskiner typiske kommer til tilfældigt at bytte rundt på enkelte basepar, optræder MinION's fejl ikke tilfældigt. De bliver gentaget på præcis samme måde ved hver såkaldte read af en ny identisk dna-streng. Og det er problematisk.

»Hvis fejlene bare er tilfældige, så kan du bare blive ved med at køre nye kørsler af de samme sekvenser igen og igen, indtil du er sikker på, at der blot er tale om små tilfældige udfald. Men sker den samme fejl igen og igen, vil du ikke opdage, at der er tale om en fejl. Det er en klar udfordring,« siger Simon Rasmussen.

Lange reads er en stor fordel

MinION har dog en anden fordel i forhold til f.eks. Illuminas store maskiner. Hvor Illumina producerer korte reads (sekvenser af afkodet dna) med længder på kun nogle hundrede basepar, producerer MinION reads med længder på mellem 5.000 og 10.000 basepar. I sekventeringseksperternes verden er lange reads oftest at foretrække, for når analytikerne skal sammensætte de mange reads til en lang kode, svarer det til forskellen mellem at samle det samme puslespil med 10 store brikker eller med 1.000 små.

»Gode maskiner til at lave lange reads er sjældne. Det amerikanske firma Pacific Biosciences sælger en flere meter lang maskine til adskillige millioner, som nogle af mine kolleger i Oslo blandt andet har købt. Men den har også en stor fejlrate, og den er så følsom, at en passerende lastbil på vejen ved siden af vil skabe så mange rystelser, at du må køre dine reads igen,« siger Simon Rasmussen.

»Giv tid«

Om MinION revolutionerer markedet for dna-sekventering, vil vise sig, og mens analytiker hos Goldmann Sachs Isaac Ro er overbevist om, at det er usandsynligt, at Oxford Nanopore vil truer Illuminas position som leder af markedet for dna-sekventering, mener en del forskere noget andet.

»Det minder mig om Illuminas tidlige dage (i år 2000), da alt, vi kunne få, var reads på 36 basepar, og vi var allesammen meget oppe at køre over det. Jeg tror, at vi skal give det (red. Oxford Nanopore) mere tid,« siger genetiker Yaniv Erlich fra Whitehead Institute for Biomedical Research i Cambridge, Massachusetts, til Nature.

sortSortér kommentarer
  • Ældste først
  • Nyeste først
  • Bedste først

Spændende hvor mange år der går, før man kan få en med wifi og en telefon APP, så man lige kan scanne sig selv for alskens dårligdomme. At dømme ud fra det der, så ligger det ikke voldsomt mange år ude i fremtiden.

Det her er sådan noget af det, hvor jeg tænker - det havde jeg ikke lige tænkt ville komme sådan lidt om hjørnet for 10 år siden, mens andre ting som f.eks. El-Biler havde jeg troet ville komme langt tidligere. Dem var de jo godt i gang med at udvikle, da jeg var barn i 80'erne - troede jeg.

  • 0
  • 0

Hunden skal DNA registreres i Danmark. DET ville åbne for direkte fakturering!....

Når der findes en lort i byen som ikke er samlet op laves der en test og regningen for oprydningen bliver sendt til ejeren.

Eller cigaret skod... tja hvad man egentlig kunne lave.

Der kunne skabes en del ufaglærte jobs og give en renere by.
Hvis man skynder sig kunne man oprette en virksomhed og eksportere ideen til andre byer med samme problem.

  • 2
  • 3
Bidrag med din viden – log ind og deltag i debatten