ผู้นำด้านเทคโนโลยีโมเลกุลเดี่ยว
วิธีการเรียงลำดับใหม่ที่อธิบายไว้ใน PNAS เป็นเรื่องใหม่และแสดงให้เห็นว่ามีสัญญาเพียงพอที่จะดึงดูดสายตาของนายทุนร่วมซึ่งเข้าหาศาสตราจารย์เกี่ยวกับการลงทุนในเทคโนโลยีของเขา ต้องมีบางอย่างเกี่ยวกับเทคนิคที่เป็นสิ่งที่นักลงทุนร่วมทุนกำลังมองหาเช่น นี้เป็นครั้งแรก ตามที่เป็นเวลานานพนักงานและผู้อำนวยการอาวุโสของการวิจัยดร. ทิโมธีแฮร์ริสนักลงทุนร่วมมักจะไม่เข้าใกล้ นักวิทยาศาสตร์ ก็เป็นอีกทางหนึ่ง !
สิ่งพิมพ์ PNAS ได้รับการเผยแพร่เมื่อวันที่ 1 เมษายน 2003 รอบแรกของการจัดหาเงินทุนสำหรับ บริษัท ใหม่ได้ริเริ่มขึ้นในวันที่ 19 ธันวาคม 2003 และเมื่อวันที่ 2 มกราคม 2004 Helicos ได้เปิดประตูกับพนักงาน 5 คนรวมถึงดร. แฮร์ริส ผู้เชี่ยวชาญด้านวิทยาศาสตร์การวัดและเทคโนโลยีโมเลกุลเดี่ยว Helicos ตั้งอยู่ในเคมบริดจ์แมสซาชูเซตส์ประเทศสหรัฐอเมริกาและหลังจากผ่านการระดมทุนไปแล้ว 2 รอบและในวันที่ 27 พฤษภาคม 2550 ขณะนี้มีการขายหุ้นใน ตลาดหลักทรัพย์ NASDAQ: HLCS
Helicos เชี่ยวชาญด้านเทคโนโลยีการวิเคราะห์ทางพันธุกรรมโดยเฉพาะเทคโนโลยี ลำดับทีละโมเลกุลเดี่ยว (tsMS TM ) ซึ่งได้รับการตรวจสอบกับลำดับเบสของจีโนมไวรัส M13 ตามที่ได้อธิบายไว้ในนิตยสาร Science ในเดือนเมษายน 2551 โดยเฉพาะแพลตฟอร์ม tSMS TM ใช้ HeliScope TM Single โมเลกุลซี เควนเซอร์
ตามที่ดร. แฮร์ริสโครงการพิเศษนี้เริ่มขึ้นในเดือนมกราคมปี 2547 และในเดือนมิถุนายน 2548 พวกเขาก็ได้ค้นพบไวรัส M13 ซึ่งเป็นลำดับที่เกี่ยวข้องกับทางการแพทย์ซึ่งอธิบายไว้ในเอกสาร Science
TMT TM ทำงานได้อย่างไร?
เส้นใยดีเอ็นเอประมาณ 100-200 คู่เบสถูกตัดเป็นชิ้นเล็ก ๆ โดยใช้ เอนไซม์ที่ จำกัด และมีการเพิ่มหาง polyA เส้นที่สั้นลงจะถูกไฮบริดให้กับแผ่นเซลล์การไหลของ Helicos ซึ่งมีพันล้านของโซ่ polyT ที่ ยึดติดกับผิวของมัน แต่ละเทมเพลตไฮบริดจะถูกเรียงลำดับพร้อมกัน ดังนั้นจึงสามารถอ่านพันล้านต่อครั้งได้ การติดฉลากทำด้วย "quads" ประกอบด้วย 4 วัฏจักรแต่ละอันสำหรับแต่ละฐาน 4 nucleotide มีการเพิ่มฐานที่มีข้อความว่าฟลูออเรสเซนต์และเลเซอร์ในเครื่องมือดังกล่าวจะทำให้ฉลากสว่างขึ้นโดยการอ่านว่าเส้นใยใดยึดตามฐานที่ระบุไว้เป็นพิเศษ ป้ายกำกับจะถูกตัดทิ้งและรอบต่อไปจะเริ่มต้นด้วยฐานใหม่ หลังจากเซลล์ไหลได้รับการรักษาด้วยฐานแต่ละ (4 รอบ) รูปสี่เหลี่ยมผืนผ้าเสร็จสมบูรณ์และอีกรูปหนึ่งเริ่มต้นขึ้นอีกครั้งด้วยฐาน nucleotide เริ่มต้น
ปัจจุบัน HeliScope TM สามารถอ่านส่วนของดีเอ็นเอได้ประมาณ 55 คู่เบส ฐานที่มากขึ้นในลำดับที่ต่ำกว่าร้อยละของเส้นที่สามารถนำมาใช้ในตัวอย่างเพราะเส้นบาง ๆ จะหยุดยาวในระหว่างกระบวนการ
สำหรับการอ่านจาก 20 หรือมากกว่านั้นฐานประมาณ 86% ของเส้นสามารถนำมาใช้ สำหรับการอ่านที่ยาวนาน (55 คู่ + ฐาน) เปอร์เซ็นต์นี้จะลดลงเหลือประมาณ 50%
ข้อดีของ Single-Molecule
ในขณะที่ บริษัท อื่น ๆ อีกหลายแห่งนำเสนอเทคโนโลยีการเรียงลำดับตามสังเคราะห์ต่างๆโดยใช้แพลตฟอร์มที่มีอัตราความเร็วสูงโดยมีสารรีเอเจนต์ที่แตกต่างกันโดยมีค่าใช้จ่ายที่เท่ากันและสำหรับการอ่านสั้น ๆ ของฐานคู่ 25-40 คู่เท่านั้น Helicos อ่านลำดับดีเอ็นเอหนึ่ง nucleotide ในแต่ละครั้งด้วยการจดสิทธิบัตร เทคนิคการติดฉลากที่มีความละเอียดอ่อนมากพอที่จะทำให้อ่านได้ในโมเลกุลเดี่ยว วิธีการอื่น ๆ ต้องการให้ดีเอ็นเอถูกขยาย (โดยใช้ PCR ) เพื่อทำสำเนาหลายชุด (ล้าน) ก่อนที่จะมีลำดับ มันแนะนำศักยภาพในระดับนัยสำคัญของความไม่ถูกต้องเนื่องจากการประมวลผลข้อผิดพลาดโดย เอนไซม์ โพลิเมอร์ในช่วงขยาย
เมื่อวันที่เมษายน 2551 HeliScopeTM มีรายงานว่าสามารถทำตามลำดับฐานพันล้าน nucleotide ต่อวัน
Helicos เป็นสมาชิกของกลุ่มการแพทย์เฉพาะบุคคลและได้รับเงินทุนสนับสนุน "$ 1000 genome" จีโนม 1000 ดอลลาร์ในหนึ่งวันเป็นเป้าหมายที่คาดการณ์ไว้ซึ่งจะต้องใช้ตัวซีเควนเซอร์เพื่อประมวลผลฐานพันล้านต่อชั่วโมง ปัจจุบันซีเควนเซอร์ต้นแบบจะใช้เวลาหลายปีในการระบุจีโนมทั้งหมดซึ่งจะมีค่าใช้จ่ายมากกว่า 1000 ดอลลาร์
การประยุกต์ใช้เทคโนโลยี tSMSTM เป็นจำนวนมากรวมทั้งการตรวจหาตัวแปรทางพันธุกรรมในมนุษย์และชนิดอื่น ๆ เพื่อหาสาเหตุของโรคความต้านทานต่อยาปฏิชีวนะในแบคทีเรียความแข็งแรงของไวรัสและอื่น ๆ ความสามารถในการตรวจจับยีนเดี่ยวที่ไม่มีการขยายตัวมีศักยภาพในการใช้จุลชีววิทยาด้านสิ่งแวดล้อมเนื่องจากเทคนิคทางพันธุกรรมมักใช้ในการตรวจหาจุลินทรีย์ที่ไม่สามารถลุกลามได้หรือที่พบในดินและเมทริกซ์อื่น ๆ ที่ห้ามแยกโดยวิธีปัจจุบัน นอกจากนี้ลักษณะของตัวอย่างด้านสิ่งแวดล้อมมักเป็นปัญหาในการขยายตัวของยีนโดยใช้ PCR เนื่องจากปัญหาการปนเปื้อน อย่างไรก็ตามความยากลำบากเหล่านี้ยังต้องเอาชนะเพื่อให้เอนไซม์โพลิเมอร์ที่ใช้ใน tSMSTM ทำงานได้โดยปราศจากการแทรกแซง
ทฤษฎีที่อยู่เบื้องหลังการเรียงลำดับโมเลกุลเดี่ยวค่อนข้างเป็นพื้นฐานและคุณอาจสงสัยว่าเหตุใดจึงไม่มีใครคิดเรื่องนี้มาก่อน แม้ว่าจะฟังดูง่าย แต่ก็มีองค์ประกอบทางเทคนิคมากมายที่เกี่ยวข้องกับการพัฒนาแพลตฟอร์มดังกล่าวและความท้าทายมากมายที่จะทำให้ Helicos ยุ่งตลอดจนการพัฒนาปฏิกิริยาเคมีและสารเคมีใหม่ ๆ จานและเครื่องอ่านที่มีอัตราการไหลสูง ความสามารถในการตรวจวัดการเรืองแสงของฉลากเดี่ยวบนฐานเดียวจำเป็นต้อง มีเครื่องมือที่มีความไวสูง และสารเคมีสำหรับการติดฉลากและการตรวจจับสัญญาณต้องมีความเหมาะสมที่จะ ลดการรบกวนและเพิ่มความถูกต้อง ของ DNA polymerase ตามที่ใช้กับเทมเพลตที่ตรึงและติดป้าย นิวคลีโอ นี่คือบางส่วนของความท้าทายที่เฮลิค็อกเผชิญอยู่ขณะที่มันพัฒนาเทคโนโลยีนี้อย่างต่อเนื่องโดยหวังว่าสักวันหนึ่งจะมีจีโนมมนุษย์มูลค่า 1,000 ล้านบาท