NSLiefhebbers houden van Om de vooruitgang in hun vakgebied te vergelijken met de halsbrekende snelheid van computerinnovatie. Daar evolueerden trage grote computers tot snelle en middelgrote desktopcomputers en vervolgens tot supercomputers in zakformaat, ook wel smartphones genoemd. Evenzo werd de sequentiebepaling van het eerste menselijke genoom in 2003 aangekondigd, onder veel tamtam en praal. Het duurde 13 jaar en kostte ongeveer $ 3 miljard. Twee decennia later kost het sequencen van het menselijk genoom je bijna $ 600, en dat zou binnen een week kunnen worden gedaan.
Gordon Sangira, president van Oxford Nanopore, een bedrijf gevestigd in de gelijknamige Britse universiteitsstad, denkt dat er ruimte is voor meer. als De econoom Hij benadrukte verder dat zijn bedrijf op het punt stond te debuteren op de London Stock Exchange. De technologie, nano-sequencing, kan de kosten van genanalyse verlagen en de tijd die ermee gemoeid is, van dagen tot uren of zelfs minuten verkorten. Tegelijkertijd kan het, net zoals smartphones hebben gedaan met computers, genetische sequenties klein genoeg maken om in een zak te passen in plaats van in een desktop.
Nanopore-sequencing maakt gebruik van gemanipuleerde versies van eiwitten die van nature gaten in celmembranen openen om ionen (elektrisch geladen atomen van zaken als kalium en chloor) in en uit te laten. Deze eiwitten worden gebruikt om gaten te maken in het membraan dat twee met vloeistof gevulde kamers scheidt, en er wordt een elektrische stroom aangelegd. De DNA worden gesequenced en vervolgens door het luik gevoerd (zie diagram). DNA Het slaat zijn informatie op met behulp van vier verschillende chemische basen, afgekort als: eenEn NSEn NS En t. Elk van hen heeft een andere vorm en verstopt de poriën gedeeltelijk op een andere manier. Dit veroorzaakt verschillende schommelingen in de stroom, waardoor de volgorde van basen kan worden afgelezen.
Het idee om nano-gaten te sequencen dateert uit de jaren negentig, zegt dr. Sanghera. Maar de commercialisering ervan duurde vele jaren. Een truc is om ervoor te zorgen DNA Moleculen bewegen met een voorspelbare snelheid door de poriën – en wijken nooit af – iets dat het bedrijf heeft opgelost met een speciaal ontworpen moleculaire ratel. Het integreren van biologische delen van de technologie met siliciumdelen was een uitdaging. En de poriën voelen op zich geen individuele regels, maar groepen ervan. Deze signalen worden vertaald met behulp van machine learning, een technologie die pas de afgelopen jaren van kracht is geworden.
Nano-sequencing biedt verschillende voordelen ten opzichte van andere methoden. samendrukbaarheid is één. Het kleinste nanoporeuze product van Oxford, de lNionHet is zo groot als een dikke mobiele telefoon. Bestaande sequencers zijn vergelijkbaar met koelkasten of (op zijn best) magnetrons. De lNionDe nauwkeurigheid maakt veldanalyses mogelijk, zonder de noodzaak om monsters naar een afgelegen laboratorium te sturen. Het is overal gebruikt, van Noorse gletsjers tot kolenmijnen in Wales tot het internationale ruimtestation.
Een ander voordeel is snelheid. Eerdere technologieën zijn gehackt DNA in fragmenten, maak kopieën en label ze met fluorescerende chemicaliën. Dit kost tijd. Het record voor het sequencen van het hele menselijke genoom wordt verondersteld 13 uur te zijn. Oxford Nanopore denkt dat dit routinematig kan worden teruggebracht tot een paar uur. De nanoporiënbenadering zorgt ook voor continu lezen. Andere methoden geven pas op het einde resultaat.
versnipperen DNA Ondertussen maakt het het moeilijk om te zeggen wat er gaande is in regio’s die bestaan uit zich herhalende reeksen. Apparaten op basis van nanoporiën kunnen delen van DNA Het is miljoenen bases lang en geeft een duidelijker beeld van wat er gebeurt. Ze kunnen methylering waarnemen – een chemische modificatie van basen die een belangrijk middel is waarmee genexpressie in het lichaam wordt gereguleerd.
startvolgorde
Op papier lijkt de nanogatsequentie transformatief. Of dat ook echt gaat gebeuren, moet nog blijken. Zoals alle goede tech-startups heeft Oxford Nanopore nog geen winst gemaakt, hoewel het hoopt dat binnen vijf jaar te doen. (De verliezen vorig jaar waren £ 73 miljoen, of $ 98 miljoen, op een omzet van £ 114 miljoen.) Julian Roberts, een analist bij Jefferies Bank, zegt dat de wereldwijde markt voor gensequencing misschien $ 7,5 miljard per jaar waard is en groeit ‘in rustige tienerjaren’. [per cent] Over het algemeen gezond, maar niet geweldig.” Het wordt gedomineerd door Illumina, een in San Diego gevestigd bedrijf.
Maar Roberts zegt dat, net als bij computers, betere technologie nieuwe toepassingen kan creëren, waardoor de markt groter wordt. Goedkope realtime genetische sequencing zou alles een boost kunnen geven, van kankerbehandeling (onderzoekers in Noorwegen willen het gebruiken om genomen van hersentumoren tijdens operaties te lezen) tot omgevingsmodellering tot ziektemonitoring (het nut van sequencing in de COVID-19-pandemie). , als eerste gerangschikt in de hoofden van veel epidemiologen).
Het kiezen van het bedrijf om te noteren in Londen in plaats van Amerika druist in tegen de conventionele wijsheid, die stelt dat Amerika slimme investeerders biedt die meer bereid zijn om vandaag verliezen te nemen dan om morgen mogelijk een grote uitbetaling te betalen. Voorlopig hoopt ze Brits te blijven. De aandeelhoudersstructuur geeft Dr. Sanghera (of, als hij niet beschikbaar is, twee andere senior managers) de mogelijkheid om ongewenste overnames te voorkomen. Roberts wijst op het voorbeeld van Solexa, een Brits bedrijf dat Illumina in 2006 kocht voor $600 miljoen. Tegenwoordig staat Solexa-technologie centraal in de activiteiten van Ilumina en wordt het Amerikaanse bedrijf gewaardeerd op $ 64 miljard. ■
Dit artikel verscheen in de sectie Wetenschap en technologie van de gedrukte editie onder de kop “A Hole in One?”
“Reizende ninja. Onruststoker. Spekonderzoeker. Expert in extreme alcohol. Verdediger van zombies.”
More Stories
Rogers brengt Comcast- en Xfinity-producten naar Canada
Kan Bitcoin met een waarde van meer dan $66.000 de uitstroom van $206 miljoen terugdraaien?
Alberta is de vierde gelukkigste provincie van Canada: studie