Микросхема для ”чтения” генетических записей
Уникальная продукция выходит из стен компании Effimetrics, расположенной в городе Санта-Фе в Силиконовой долине - сердце американской электронной индустрии. В сверхчистых помещениях ведется сборка особого рода микросхем. Состоят они не из кремния, а из молекул ДНК и предназначены не для выполнения вычислительных операций, а для считывания огромных объемов информации, которую эволюция заложила в геномы живых существ.
Сейчас образцы родившихся на стыке вычислительной техники и молекулярной биологии удивительных ДНК-микросхем проходят проверку в фармацевтических компаниях и академических научно-исследовательских центрах. Причем прототип этих устройств уже способен узнавать хранящуюся в гене информацию и выявлять мутации в определенных генах, задающие предрасположенность человека к раковым заболеваниям.
Более мощные модификации, считают специалисты, можно будет запрограммировать таким образом, чтобы они отслеживали все генетические изменения, происходящие в одних и тех же частях молекулы ДНК человека, что позволит заранее предсказывать, какие болезни представляют для него наибольшую опасность. “Это удивительно полезная и ценная технология” - так охарактеризовал новинку в газете New York Times один из руководителей расположенной в Роквилле (шт. Мэриленд) компании Human Genom Scienes Уильям Хэзелтайн. В свою очередь, специалист в области биологии рака из Принстонского университета Арнольд Ливайн отметил, что микросхемы Effimetrics способны одновременно отслеживать работу тысяч генов.
Пока компания представила только один образец своей деятельности - микросхему, отслеживающую мутации вируса СПИДа, происходящие по мере того, как в нем вырабатывается сопротивляемость к воздействию различных лекарств. В ближайшее время должна появиться еще одна модель, способная отслеживать изменения в гене р53, мутирующем при многих видах рака.
Что же касается идеи, лежащей в основе работы ДНК-микросхемы, то на первый взгляд она кажется достаточно простой. На небольшую стеклянную подложку, заключенную в непрозрачную кассету, нанесен невидимый “ковер” из молекул ДНК, называемых пробниками. Подлежащий проверке ген разделяют на отдельные фрагменты, на которые наносят флуоресцентные химические метки и вместе с раствором вводят в кассету. Затем лазерным лучом сканируют микросхему, и в тех местах, где пробники точно соединяются с фрагментами гена, наблюдается свечение. Благодаря специальному рисунку “ковра” из ДНК на различных этапах опознания работают различные участки микросхемы. При этом учитывается последовательность химических “букв”, составляющих ген. В итоге становится понятно, не нарушена ли она. Сейчас уже запрограммирована микросхема, способная одновременно проверять 6500 расшифрованных генов человека, и разрабатывается новая - на 50 000 генов. Очевидно, что за внешней простотой скрываются гигантский труд и тончайшая, на грани возможного, технология.
Владимир Рогачев, ИТАР-ТАСС
