[ad_1]

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

این نرم افزار ، با جزئیات در یک 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 مورد استفاده قرار گیرد. 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 با بیان اینکه سازگار است ، گفت: “ده ها ژن در ژنومیک سرطان وجود دارد که خطر ابتلا به سرطان را افزایش می دهند ، اما با تعیین توالی استاندارد ، شما باید کل ژنوم را توالی یابی کنید تا حساب این چند ژن باشد.” تعیین توالی به محققان این امکان را می دهد تا “مولکولهایی را که می خواهیم بخوانیم و از بین می روند انتخاب و انتخاب کنند.”

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 می خواهد را 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 معنای یک ابزار برای تراز فعلی نانوپور با مناطق وسیع DNA است.

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 تعیین توالی هدفمند فراهم می كند.” “این واقعیت که این یک ابزار 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 توالی معمول هدف قرار دهند و آنها با اجرای یک دستور متفاوت می توانند اهداف را به راحتی تغییر دهند.

این فرآیند ، مولکول های DNA را هنگام عبور از سوراخ های کوچک الکتریکی یا “نانو منفذ” ، درون دستگاه هایی به نام توالی یاب های نانومخلخل ، شناسایی می کند که نسخه های هوشمند و با ابعادی بزرگ از تلفن 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 منافذ 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 ، با پروفایل سریع و دقیق انواع مختلف آنها فقط با یک بار عبور از یک ترتیب سنج قابل حمل ، بهبود بخشد. 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 داد كه چگونه این نرم افزار می تواند گونه های خاصی را كه از محیط جمع آوری می شوند ، نظیر میكروب های ساكن پوست یا آنهایی كه در آب دریاچه هستند ، انتخاب كند. با رد مولکول های شناخته شده از میکروب ها (مانند E. coli) ، این نرم افزار قادر است مولکول های باقیمانده 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 نانو حفره ها کار کند. انتخاب ژن ها یا ژنوم ها برای توالی در نرم افزار کاملاً کنترل شده است و در هر زمان قابل تغییر است.

###

تیم تحقیقاتی همچنین شامل پروفسور وینستون تیمپ ، استاد مهندسی زیست پزشکی و یکی از دانشجویان دکترای وی ، یونگ فانگ فن ، به همراه بوهان نی ، دانشجوی دکترای علوم کامپیوتر بود که با شاتز همکاری می کرد. این مطالعه بخشی از کمک مالی بنیاد ملی علوم DBI-1350041 و کمک هزینه R01HB009190 از موسسه ملی بهداشت تأمین شد.

برای اطلاعات بیشتر ، لطفا با Doug Donovan با شماره 443-462-2947 تماس بگیرید یا با Dougdonovan@jhu.edu

اخبار دانشگاه جان هاپکینز و همچنین اطلاعات خبرنگاران به صورت آنلاین در دسترس است. برای ترتیب یک مصاحبه ویدیویی یا صوتی با یک متخصص از جان هاپکینز ، با یک نماینده رسانه ذکر شده در بالا تماس بگیرید ، یا به وب سایت استودیوی ما مراجعه کنید. در مرکز داستان بیشتر درباره John Hopkins پیدا کنید.

سلب مسئولیت: AAAS و EurekAlert! هیچ مسئولیتی در قبال صحت گزارشهای خبری منتشر شده در EurekAlert ندارند! از طریق موسسات کمک کننده یا استفاده از هرگونه اطلاعات از طریق سیستم EurekAlert.

[ad_2]

منبع: kolah-news.ir