Сообщить об ошибке на сайте
URL
Ошибка
Генетика

Группа американских ученых разработала революционный метод расшифровки генома — трехмерную сборку, способ быстрого и дешевого секвенирования референсного генома с нуля при помощи анализа укладки генома, то есть его расположения внутри ядра клетки. Метод отработан на комарах — переносчиках опасных заболеваний, но подходит и для секвенирования генома человека.

Для иллюстрации возможностей трехмерной сборки генома ученые впервые полностью собрали геном комара Aedes aegypti, переносчика вируса Зика, из 1,2 млрд «букв». Он позволит исследователям создать более эффективные способы борьбы с вспышками заболевания, обнаружив в комарах уязвимости, которые вирус использует для распространения, пишет EurekAlert.

Человеческий геном — последовательность из 6 млрд химических «букв», поделенных между 23 парами хромосом. Несмотря на снижение стоимости секвенрования ДНК, определение последовательности каждой хромосомы с нуля остается крайне дорогим, поскольку они могут состоять из сотен миллионов пар оснований.

Поскольку геном каждого отдельного человека отличается от других, использование референсного генома одного человека при диагностике другого может не дать ученым возможность разглядеть истинные генетические изменения, которые отвечают за состояние пациента. Но тратить миллионы долларов на расшифровку генома каждого больного медицина не может себе позволить.

Для решения этой проблемы команда ученых из Бэйлорского медицинского колледжа, Университета Райс, Техасской педиатрической больницы, Кембриджского института Броуда и Гарвардского университета разработала новый подход, определяющий последовательность каждой хромосомы, изучая ее расположение внутри ядра клетки.

«Наш метод сильно отличается от традиционной сборки генома, — говорит Ольга Дудченко, руководитель исследования. — Несколько лет назад наша команда разработала экспериментальный метод, позволяющий определять то, как геном человека длиной 2 метра умещается внутри ядра клетки. В новом исследовании мы показали, что карты укладки показывают не только контур генома внутри клетки, но и саму последовательность оснований».

Аккуратно отследив укладку генома, ученые обнаружили, что они могут соединить сотни миллионов коротких «ридов» (отдельных прочтений фрагмента ДНК) в последовательности целых хромосом. Поскольку этот метод использует только короткие фрагменты, стоимость секвенирования de novo (неизвестных прежде последовательностей ДНК) значительно сокращается. «Секвенирование генома пациента с нуля при помощи трехмерной сборки настолько дешево, что его можно сравнить с МРТ», — поясняет Дудченко.

При этом, в отличие от генетических тестов, которые используются в современной медицине, сборка генома пациента de novo не требует использования референсного генома, собранного проектом «Геном человека».

Кроме генома Aedes aegypti ученые секвенировали геном комара Culex quinquefasciatus, переносчика множества заболеваний. По их мнению, важно иметь возможность оперативно реагировать на неожиданности, например, на внезапный взрыв эпидемии или на пациента, требующего экстренных мер. Открытый ими метод позволит собрать геном с нуля за несколько дней, а не лет.

По мнению Фрэнка Хока, президента по рынкам и работе с заказчиками подразделения Infrastructure Solutions Group компании Dell EMC, цифровая трансформация, затрагивающая все сферы жизни, не обойдет вниманием и генетику. Через 15 лет процессорные мощности увеличатся в 1000 раз и для расшифровки генома человека понадобится 1,5 минуты и менее $1. Это означает, что каждый новорожденный младенец сможет получить свой профиль ДНК и персональное медицинское обслуживание по нему на всю жизнь.

Подписывайтесь на наши каналы в Telegram

«Хайтек» - новости онлайн по мере их появления

«Хайтек» Daily - подборки новостей 3 раза в день

Black Rock предсказывает будущее экономики с помощью больших данных
Идеи
Из стволовых клеток создали вакцину против рака
Борьба с раком
Австралийский биохакер будет защищать права киборгов в суде
Биохакинг
Британская организация предлагает ввести БОД для рабочих
Соцпособия будущего
Идеи
Графеновый фильтр в один шаг очистил воду из Сиднейской бухты
ОАЭ планируют отправить первую миссию на Марс в 2020 году
Космос
«Яндекс» испытал беспилотный автомобиль на улицах Москвы
Кейсы
«Стволовые клетки — это загрузочный диск вашего организма»
Борьба со старением
CRISPR применят для диагностики
Тренды
В Австралии запустили крупнейшую в стране плавучую солнечную станцию
Солнечная энергетика
Новая 3D-биопечать создает естественную среду для развития тканей
Биотехнологии
Квантовые компьютеры
Intel создала квантовый компьютер в два кубита на кремниевом чипе
В Дубае прошли испытания первых в мире автономных кабин
Автономный транспорт
Eviation обещает выпустить электросамолет к 2021 году
Идеи
Новый вид иммунотерапии поможет справиться с вирусом гриппа
Медицина
К 2020 году Boeing будет выпускать по самолету каждые 10 часов
Кейсы
Генное редактирование поможет бороться с умственной отсталостью
Биотехнологии
Starfighters подготовит первых космических туристов к полетам
Частный космос
Услуги блокчейн-консалтинга на Западе и в России
Блокчейн
Кейсы
Чикаго и Кливленд может соединить линия Hyperloop
Термальный резонатор получает энергию из колебаний температуры воздуха
Чистая энергия
ИИ научился фиксировать землетрясения лучше сейсмологов
Кейсы
Новая технология не позволит 3D-напечатанным стенам обрушиться
Строительная 3D-печать
Тим Кук: «Надеюсь дожить до момента, когда наличные выйдут из оборота»
Мнения
Дрон с жестким крылом EagleRay способен летать и плавать под водой
Дроны в законе
Открыт эффективный вид иммунотерапии рака кишечника
Борьба с раком
Dyson работает над целой линейкой электромобилей
Электромобили
Кейсы
В Сиэтле убрали с улиц камеры для слежки за гражданами
Big Buddy Bike — деревянный электровелосипед с авто-балансировкой
Электровелосипеды
Huawei проведет испытания 5G в Ванкувере
Переход на 5G
Цукерберг может продать акции Facebook на $13 млрд
Благотворительность
Pheramor обещает подобрать идеального партнера по ДНК
Генетика
Сделан новый шаг к созданию вакцины против героина
Медицина будущего
Большой Брат
Израильский стартап разработал защиту от распознавания лиц
Генная терапия ВИЧ переживает второе рождение
Медицина будущего
ФБР, ЦРУ и АНБ предупредили об опасности смартфонов Huawei
Кибербезопасность
Facebook в июле представит сразу две умные колонки
Идеи
В британской больнице ИИ помогает врачам делать УЗИ плода
Медицинские технологии
Новый ИИ-процессор позволит запускать нейронные сети на смартфонах
Искусственный интеллект
Изменение климата
Стэнфордские ученые советуют готовиться к климатической катастрофе
Датчик в ботинке позволяет точно определить местоположение без GPS
Навигация
Shell инвестировала в сервис доступа к чистой энергии по подписке
Возобновляемая энергетика
Тренды
Власти США хотят сделать SpaceX глобальным интернет-провайдером
Ученые повернули вспять развитие болезни Альцгеймера у мышей
Медицина будущего
Google выпустит чатбот, который будет отвечать за вас в мессенджерах
Идеи
В США одобрили первый анализ крови на сотрясение мозга
Медицина будущего
В Китае будут контролировать рынок аренды через блокчейн
Блокчейн-технологии
Как получить криптонаследство
Блокчейн
Разработана «нанофабрика», уничтожающая раковые клетки
Биотехнологии