تسلسل الحمض النووي الرخيص

تقترب التكنولوجيا البصرية من تحقيق هدف تسلسل الجينوم الكامل بقيمة 1,000 دولار

تشارلز تشوي، مجلة ساينتفيك أمريكان

وانخفضت التكلفة الباهظة لفك تشفير الجينوم الفردي في عام 2005 من 20 مليون دولار إلى عُشر هذا المبلغ. قام جورج إم تشيرش من كلية الطب بجامعة هارفارد وزملاؤه في جامعتي هارفارد وواشنطن في سانت لويس، بتطوير طريقة لتحديد تسلسل الحمض النووي باستخدام المعدات المتاحة تجاريًا.
وقد تساعد هذه الطريقة في تحقيق الهدف الذي حددته الحكومة الأميركية بتقليص هذه العملية إلى ألف دولار بحلول عام 1,000. ويزعم الخبراء أنه بمثل هذا السعر يصبح فك تشفير الجينوم الخاص بكل واحد منا لأغراض طبية أمراً عملياً. تعتمد طريقة "افعل ذلك بنفسك" التي طورتها مجموعة أبحاث تشيرش على مجموعة من المجاهر المتوفرة بسهولة ورخيصة نسبيًا مع كاميرات رقمية سريعة

. 454 علوم الحياة في برانفورد، كونيتيكت طورت طريقة مماثلة تجمع بين الكاميرات والمجاهر لفك تشفير تسلسل الحمض النووي، ولكنها تستخدم تقنية انبعاث الضوء مختلفة عن تلك التي تستخدمها تشيرش. تستخدم طرق التسلسل التقليدية عمومًا البكتيريا لتكرار نسخ جزيء الحمض النووي المطلوب. تستخدم كلتا الطريقتين الجديدتين بدلاً من ذلك حبات صغيرة لالتقاط الحمض النووي والإنزيمات لتكراره. تعد طريقة تشرش أسرع بحوالي 20 مرة من طرق التسلسل الروتينية، وتكلف 140,000 ألف دولار. تتمتع الطريقة 454 بحوالي 100 مرة من إنتاجية التسلسل الروتيني بتكلفة تبلغ حوالي 500,000 دولار لكل جهاز.

وخلافًا لهذه الطرق البصرية، فإن الطرق المستخدمة لتحديد تسلسل الجينات اليوم تعتمد على الرحلان الكهربائي، وهي طريقة تفصل الجزيئات وفقًا لحجمها وتنعشها باستخدام مجال كهربائي. قام كومار ويكراماسينغ - من مركز أبحاث IBM في إلمدن - وزملاؤه بتطوير طريقة تجمع بين الرحلان الكهربائي ومجهر القوة الذرية (AFM)، الذي يقوم بمسح السطح باستخدام أجهزة استشعار مدببة للغاية. يمكن للاختراع فرز شرائح الحمض النووي بسرعة أكبر 100,000 مرة من الفصل الكهربائي العادي، لكنه فعال فقط للأجزاء القصيرة التي يبلغ طولها 40 نيوكليوتيدًا على الأكثر. لاحظ الباحثون أن عملهم لا يمكنه تسريع فك تشفير تسلسلات الحمض النووي فحسب، بل يمكنه أيضًا وضع الجزيئات على الأسطح بدقة غير مسبوقة.