קביעת רצף דנ”א בזול

טכנולוגיה אופטית מתקרבת להשגת היעד של קביעת רצף של גנום שלם ב-1,000 דולר

צ'רלס צ'וי, סיינטיפיק אמריקן

העלות המופרזת של פענוח גנום של אדם מסוים צנחה בשנת 2005 מ-20 מיליון דולר לעשירית הסכום. ג'ורג' מ' צ'רץ' מבית הספר לרפואה של אוניברסיטת הרווארד ועמיתיו בהרווארד ובאוניברסיטת וושינגטון בסנט לואיס, פיתחו שיטה לקביעת רצף דנ”א באמצעות ציוד מסחרי זמין.
השיטה עשויה לעזור להשגת היעד שהציב הממשל האמריקני להוזיל את התהליך ל-1,000 דולר עד 2015. מומחים טוענים שבמחיר כזה פענוח הגנום של כל אחד מאתנו לצרכים רפואיים יהפוך למעשי. שיטת ה”עשה-זאת-בעצמך” שפיתחה קבוצת המחקר של צ'רץ' מבוססת על שילוב של מיקרוסקופים זמינים וזולים באופן יחסי עם מצלמות דיגיטליות מהירות

. חברת 454 Life Sciences מברנפורד שבקונטיקט פיתחה שיטה דומה המשלבת מצלמות ומיקרוסקופים כדי לפענח רצפי דנ”א, אך משתמשת בטכנולוגיית פליטת אור שונה מזו של צ'רץ'. השיטות המקובלות לקביעת רצף משתמשות בדרך כלל בחיידקים כדי לשכפל עותקים של מולקולת הדנ”א הרצויה. שתי השיטות החדשות משתמשות במקום זאת בחרוזים זעירים כדי ללכוד את הדנ”א ובאנזימים כדי לשכפלו. שיטת צ'רץ' מהירה בערך פי 20 מן השיטות השגרתיות לקביעת רצף, ועולה 140,000 דולר. לשיטה של 454 תפוקה גדולה פי 100 בערך מקביעת רצף שגרתית בעלות של כ-500,000 דולר למכונה.

שלא כבשיטות אופטיות אלו, השיטות שבאמצעותן קובעים היום רצף של גנים מתבססות על אלקטרופורזה, שיטה המפרידה מולקולות על פי גודלן ומטענן באמצעות שדה חשמלי. ה' קומאר ויקראמאסינג'ה ממרכז המחקר של IBM באלמדן ועמיתיו פיתחו שיטה המשלבת אלקטרופורזה עם מיקרוסקופ כוח אטומי (AFM), הסורק את פני השטח באמצעות חיישנים מחודדים מאוד. ההמצאה יכולה למיין מקטעי דנ”א במהירות גדולה פי 100,000 מאלקטרופורזה רגילה, אבל היא יעילה רק למקטעים קצרים שאורכם 40 נוקליאוטידים לכל היותר. החוקרים מציינים שעבודתם יכולה לא רק להאיץ פענוח רצפי דנ”א אלא גם למקם מולקולות על גבי משטחים בדיוק חסר תקדים.