Революция в чтении генома: от Сэнгера к нанопорам

Секвенирование ДНК, расшифровка последовательностей нуклеотидов, стало краеугольным камнем современной биологии. Первым значительным прорывом был метод Сэнгера, основанный на использовании ДНК-полимеразы и специальных нуклеотидов, позволяющий «читать» относительно короткие фрагменты ДНК. Этот метод сыграл ключевую роль в реализации проекта «Геном человека», хотя требовал множества параллельных реакций и ручной обработки результатов.
Революция в чтении генома: от Сэнгера к нанопорам
Изображение носит иллюстративный характер

С появлением секвенаторов, автоматизировавших процесс, анализ стал быстрее и проще. Секвенаторы используют капиллярный электрофорез и детекторы флуоресценции для считывания нуклеотидных последовательностей, что ускорило работу ученых. Это позволило перейти к более масштабным исследованиям, но все еще не хватало мощности и производительности.

Технологии высокопроизводительного секвенирования (NGS) открыли новую эру, позволяя анализировать целые геномы организмов. Методы NGS используют фрагментацию ДНК, добавление адаптеров, и эмульсионную ПЦР для получения и расшифровки больших объемов данных. Это революционизировало геномику, транскриптомику, протеомику и другие «омические» науки, сделав возможным анализ работы генов в разных условиях, тканях и даже отдельных клетках.

Недавним достижением стало создание компактных, портативных нанопоровых секвенаторов, размером с флешку. Эти устройства позволяют проводить секвенирование «в полевых условиях», что расширяет возможности исследований и потенциально способно изменить будущее науки и медицины. Несмотря на текущие ограничения, они представляют собой значительный шаг вперед в доступности и скорости анализа ДНК.


Новое на сайте