این نرم افزار جدید زمان و هزینه تعیین توالی ژن را کاهش می دهد – ScienceDaily

[ad_1]

گروهی از محققان در دانشگاه جان هاپکینز نرم افزار جدیدی را تولید کرده اند که می تواند انقلابی در نحوه تعیین توالی DNA برای نقشه برداری از ژنوم مخمر گرفته تا ژن سرطان بسیار سریعتر و ارزان تر ایجاد کند.

این نرم افزار با جزئیات در مقاله منتشر شده در بیوتکنولوژی طبیعی ، می تواند با دستگاه های تعیین توالی قابل حمل برای تسریع در انجام آزمایش های ژنتیکی و تشخیص در خارج از آزمایشگاه ها استفاده شود. این فناوری جدید بدون آماده سازی نمونه و بدون نیاز به نقشه برداری از مواد ژنتیکی اطراف ، طبق روش های استاندارد ، ژن های خاصی را هدایت ، جمع آوری و توالی می کند.

مایکل سی شاتز ، دانشیار محترم علوم کامپیوتر و زیست شناسی در بلومبرگ و نویسنده ارشد مقاله ، گفت: “من فکر می کنم این روش برای تعیین توالی DNA برای همیشه تغییر خواهد کرد.”

روند جدید زمان لازم برای مشخصات جهش های ژنی را از 15 روز یا بیشتر به فقط سه روز کاهش می دهد. این به دانشمندان اجازه می دهد تقریباً بلافاصله شرایط را درک و تشخیص دهند ، در حالی که با از بین بردن آماده سازی و تجزیه و تحلیل بیشتر ، در وقت و هزینه صرفه جویی می کنیم.

شاتز گفت: “ده ها ژن در ژنومیك سرطان وجود دارد كه شناخته شده خطر ابتلا به سرطان را افزایش می دهد ، اما با تعیین توالی استاندارد ، شما باید برای شمارش آن چند ژن كلی ژنوم را توالی یابید.” توالی تطبیقی ​​اجازه می دهد تا “انتخاب و انتخاب مولکول هایی که می خواهیم بخوانیم و کدام یک از آنها قابل حذف است”.

شاتز برای ارائه ایده ای در مورد سرعت این ترتیب در تسلسل سرعت ، آن را به یافتن فیلمی در Netflix پیوند داد. روش توالی سنجی قدیمی و استاندارد ، کسی را ملزم می کند که هر ثانیه از هر فیلم را در Netflix ببیند تا آنچه را که می خواهد پیدا کند. در عوض ، توالی سازگار با شناسایی سریع فیلم های ناخواسته و پرش به ضبط بعدی ، ساعت ها تماشای محتوای نامناسب را از بین می برد.

الگوریتم نرم افزار منبع آزاد توسط نویسنده اصلی ، سام كواكا ، دانشجوی دكترا در دانشگاه هاپكینز نوشته شده است. نام کوتاه شده آن ، UNCALLED ، به معنی ابزاری است که در حال حاضر تراز Nanopore را با مناطق وسیعی از DNA انجام می دهد.

كواكا گفت ، كدگذاري ، توسعه و آزمايش اين نرم افزار دو سال و يك سال ديگر به طول انجاميد تا بتواند نتايج شايسته انتشار را به دست آورد.

وی افزود: “UNCALLED امکان انعطاف پذیری بی سابقه ای را در توالی هدف فراهم می كند.” “این واقعیت که کاملاً مبتنی بر نرم افزار است به این معنی است که محققان می توانند هر منطقه ژنومی را بدون هیچ هزینه اضافی در مقایسه با یک چرخه توالی عادی هدف قرار دهند ، و آنها فقط با اجرای یک دستور دیگر می توانند اهداف را به راحتی تغییر دهند.”

این فرآیند ، مولکول های DNA را هنگام عبور از سوراخ های کوچک الکتریکی یا “نانوپورها” ، در داخل دستگاه هایی به نام توالی یاب های منافذ ، شناسایی می کند که نسخه های هوشمند و بزرگ گوشی در دستگاه های حجیم مورد استفاده در آزمایشگاه ها هستند. این نرم افزار داده ها را می خواند و آنها را در برابر توالی مرجع یک ژنوم خاص در کسری از ثانیه بررسی می کند. مولکولهای مورد نظر اجازه عبور از منافذ را دارند تا کاملاً نقشه برداری شوند. اما اگر یک مولکول ناخواسته پیدا شود ، این نرم افزار با بیرون انداختن فیزیکی مولکول ، ولتاژ موجود در نانو حفره را معکوس می کند تا جایی برای مولکول بعدی ایجاد شود.

شاتز توضیح می دهد: “این مانند دروازه بان یک کلوپ شبانه است که به مهمانان این لیست اجازه می دهد وارد شوند در حالی که بقیه کارها را با Taser رد می کند.”

تیم تحقیقاتی دو نمایش در UNCALLED انجام داد.

اولین مورد نشان داد که این نرم افزار قادر است توالی یابی 148 ژن را که به عنوان افزایش خطر ابتلا به سرطان شناخته می شوند ، بهبود بخشد ، با پروفایل سریع و دقیق همه انواع آنها فقط با یک بار عبور از یک ترتیب سنج قابل حمل. این نرم افزار امکان فهرست بندی ده ها جهش ساختاری پیچیده در ژن های سرطانی را که عملکرد استاندارد از دست می دهند در زمان واقعی فراهم کرد.

این تیم سپس نشان می دهد که چگونه این نرم افزار می تواند گونه های خاصی را که به طور مرتب از محیط جمع آوری شده اند ، مانند میکروب های ساکن پوست یا آنهایی که در آب دریاچه هستند ، انتخاب کند. با رد مولکول های موجود در میکروب های شناخته شده (مانند E. coli) ، این نرم افزار قادر است مولکول های باقی مانده را به طور موثر توالی یابی کند و ژن مخمر را که کمتر قابل درک است ، نشان دهد.

UNCALLED می تواند بدون نیاز به معرفهای خاص یا شتاب دهنده با سخت افزار استاندارد مورد استفاده برای تعیین توالی نانوحفره ها کار کند. انتخاب ژن یا ژنوم برای توالی در نرم افزار کاملاً کنترل شده است و در هر زمان قابل تغییر است.

منبع تاریخچه:

مواد تهیه شده توسط دانشگاه جان هاپکینز. اصلی ، نوشته شده توسط داگ دونووان. توجه: مطالب را می توان از نظر سبک و طول ویرایش کرد.

[ad_2]

منبع: unbox-news.ir

Leave a reply

You may use these HTML tags and attributes: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <s> <strike> <strong>