ДНК станет читаемой в реальном времени
Корпорация IBM включается в гонку за создание технологий, которые в сравнительно недалеком будущем позволят расшифровать геном человека. Многие ученые называют расшифровку генома человека решением многих проблем, связанных со здоровьем. Так, если у врача окажутся полностью расшифрованные генные данные пациента, медик запросто может сказать к каким заболеваниям предрасположен пациент и какие скрытые недуги проявятся у него с возрастом.
Строго говоря, сейчас геномы нескольких людей уже расшифрованы, да и сам процесс расшифровки уже не новость, но вот для того, чтобы полностью расшифровать ДНК и генетический код конкретного человека, требуется несколько суперкомпьютеров, сотни миллионов долларов и почти год работы. В 2003 году был полностью расшифрован первый геном человека. Для того, чтобы сделать это потребовалось 10 лет машинных вычислений и 2,3 млрд долларов расходов. В наши дни процесс уже ускорился и удешевился, но до массового внедрения пока не дошел.
IBM намерена создать технологию и соответствующее аппаратное обеспечение, способное поставить технологию расшифровки генетических данных на поток, существенно снизив стоимость этой операции. До 1000 долларов, говорят в компании, а время, необходимое на расшифровку до пары дней. Отметим, что, помимо IBM, похожими работами сейчас занимаются еще несколько компаний и институтов в мире. Пока ни один из проектов не доведен до конца.
В IBM говорят о разработках «наносеквенсера ДНК» или чипа, похожего на процессоры в компьютерах, идеально заточенного под одну задачу — работу с данным о человеческой ДНК. Сейчас данный проект находится на стадии исследования и проектирования «ДНК-транзисторов» — своего рода строительных блоков нового процессора для расшифровки ДНК.
Многие ученые называют расшифровку генома человека решением многих проблем, связанных со здоровьем. Так, если у врача окажутся полностью расшифрованные генные данные пациента, медик запросто может сказать к каким заболеваниям предрасположен пациент и какие скрытые недуги проявятся у него с возрастом.
В корпорации говорят, что ДНК-процессор будет способен «читать» с реальной молекулы ДНК генетическую информацию, переводить ее в двоичные коды и анализировать. «Технологии, которые смогут открыть нам доступ к сверхбыстрому анализу ДНК, без сомнения станут революцией в биомедицинских исследованиях. После их создания мы сможем говорить о том, что медицина станет доподлинно персональной», — говорит Густаво Столовицки, сотрудник подразделения IBM Research.
По его словам, в IBM на первом этапе хотели бы оптимизировать процесс контроля за скоростью, с которой спирали ДНК перемещаются через нанодиафрагму на тончайшую мембрану для секвенирования ДНК. До сих пор ученым всего мира так и не удалось создать технологии для полного контроля над молекулой ДНК. «Замедление скорости прохода ДНК через нанопоры имеет решающее значение для чтения информации с молекулы», — говорит Столовицки. Сейчас в корпорации намерены применять для контроля скорости специальное металло-диэлектрическое наноустройство, которое разместится в крошечных порах ДНК-процессора.
Тормозиться процесс прохода ДНК будет при помощи электрического поля, создаваемого в нанопоре, Сybersecurity. «В теории данная технология позволит продвигать и читать ДНК по уровням, осталось реализовать это на практике», — говорит он. После этого, говорит специалист, ДНК станет читаемой в реальном времени и тогда надо будет создать супермощный вычислительный процессор, способный проанализировать более миллиарда последовательностей ДНК.
***
