Pages

Sekuens Per Genom Langkap Manusia Seharga Seribu Dolar

News KeSimpulan.com – Chip menekan biaya genom. Metode sensing ion sekuensing menawarkan biaya murah dalam waktu singkat untuk mengurutkan DNA lengkap manusia.

Gordon Moore, pendiri Intel, pada tahun 1965 mengamati jumlah transistor chip komputer dua kali lipat setiap 2 tahun. Moore membuat aturan praktis yang dikenal sebagai Hukum Moore menjadi ciri khas dalam aplikasi revolusi elektronik.

Sekarang para peneliti di Ion Torrent, Guilford, Connecticut, yang membuat sequenser DNA benchtop, bagian dari Life Technologies di Carlsbad, California., melaporkan aplikasinya ke Nature.

Chip sekuensing dibuat dengan banyak teknologi semikonduktor yang sama dalam mendorong kemajuan komputasi selama 5 dekade terakhir. Jadi peneliti berharap teknologi sequencing baru menjadi tren kemajuan teknologi yang secara drastis mengurangi biaya sekuensing DNA.

Harga sekuensing DNA terus menurun. Peneliti menyelesaikan sekuensing genom manusia pertama pada tahun 2003 dengan biaya sekitar US$3 miliar. Hari ini, teknologi sekuensing baru hanya sekitar US$1000 per genom.

Teknologi sekuensing menandai pengurutan DNA dari empat huruf kimia A's, G's, C's, and T's dengan menghubungkan molekul neon ke huruf dan perkembangan warna yang dihasilkan dengan menjalankan urutan dari masing-masing untai DNA.

Sekuensing optik ini terbukti handal. Tapi scanner optik dan perangkat lunak pencitraan yang dibutuhkan untuk menginterpretasikan jutaan hingga miliaran kerlip warna dan mengkonversinya menjadi urutan gen tetap menelan biaya tinggi.

Empat tahun lalu, Jonathan Rothberg, pendiri Ion Torrent, mencoba mengganti deteksi neon huruf kimia DNA dengan deteksi listrik langsung. Teknologi ini berhasil. Dalam 7 bulan terakhir menjadi top-selling di pasar.

Sebuah chip silikon bermotif dengan 1,2 juta sensor dimana setiap sensor terdiri dari lubang kecil yang duduk di sebuah fragmen dari DNA untai tunggal yang terkait dengan manik-manik kecil. Pada masing-masing lubang, para peneliti memasukkan salinan protein DNA polimerase yang membaca huruf dalam sebuah untai DNA dan menggunakan informasi tersebut untuk membangun sebuah untai komplementer dimana A's mengikat untuk T's, dan C's ke G's.

Setiap kali polimerase menambahkan A, G, C, atau T, mengeluarkan sebuah ion hidrogen bermuatan positif, muatan ion sedikit mengubah pH larutan dan dengan demikian dapat dibaca oleh sensor pH elektronik.

Untuk memilah urutan huruf masing-masing untai, mesin sekuensing memulai semua lubang chip dengan salinan basis A. Sensor mendeteksi ion hidrogen, ion menunjukkan bahwa DNA polimerase ditambahkan sebuah untai untuk terus berkembang. Semua lubang kemudian dicuci, C ditambahkan, dan siklus terus berulang sampai semua urutan diidentifikasi.

Rothberg dan rekan-rekannya melaporkan penggunaan chip baru mereka untuk mengurai tiga genom bakteri. Dan bulan lalu, para peneliti di Jerman dan China melaporkan hanya dalam 3 hari, mereka dapat memecahkan kode strain Escherichia coli yang baru-baru ini menewaskan lebih dari 30 orang di Eropa.

Chip pertama dibuat dari semikonduktor tahun 1995 di mana fitur terkecil yang dapat ditulis pada chip 0,35 mikrometer. Dengan hanya beralih ke fabrikasi semikonduktor tahun 2005, perusahaan memproduksi chip dengan fitur hanya 0,065 mikrometer (65 nanometer) yang memungkinkan untuk menjejalkan lebih dari 1 miliar sensor ion pada setiap chip.

Rothberg mengatakan perusahaan dapat sekuensing genom manusia lengkap seharga US$1000 pada tahun 2013.
An integrated semiconductor device enabling non-optical genome sequencing

Jonathan M. Rothberg1 et.al.
  1. Ion Torrent by Life Technologies, Suite 100, 246 Goose Lane, Guilford, Connecticut 06437, USA
Nature, 475, 348–352, 20 July 2011

Download dan Akses : DOI:10.1038/nature10242
Gambar : Jonathan M. Rothberg et.al. Nature, DOI:10.1038/nature10242

Artikel Lainnya: