Современные крошечные ДНК-чипы, заменяющие целые генетические лаборатории, способны "угадать мелодию", то есть определить ген, всего по нескольким нотам-молекулам. Для того, чтобы это стало возможным, учёным пришлось скрестить полупроводниковые технологии с биохимией.
Молодая калифорнийская компания Affymetrix (начавшая свою работу в 1993 году) — один из лидеров рынка приборов для генетических исследований.
Фирма известна своим революционным соединением технологий полупроводниковой, так сказать, "микросхемной", промышленности и биохимических экспериментов.
ДНК-чипы от Affymetrix широко используются в разных лабораториях, занятых генетическим анализом и генной инженерией.
Но обычным людям куда интереснее другой продукт компании. Это прибор, похожий на микросхему, позволяющий идентифицировать десятки ДНК от различных животных в образце человеческой пищи.
bioMerieux FoodExpert-ID фактически — разновидность так называемого GeneChip.
Прибор может идентифицировать биологические следы в пище от 12 разновидностей млекопитающих, 5 видов домашней птицы и 16 разновидностей рыбы.
Таким образом, он позволяет узнать, действительно ли гусиный паштет, вызывающий у покупателя подозрения, содержит гусиную печень, а не что-то ещё.
|  | |
 | ||
Всё это, правда, работает, лишь с привлечением дополнительных лабораторных возможностей, так что использовать чип в "голом" виде, на коленке, простому потребителю не удастся.
Чтобы понять, как работает FoodExpert-ID, нужно вспомнить самую малость из генетики: двойные спирали ДНК, составляющие их молекулы-основания — аденин, гуанин, тимин и цитозин, а также то, что они могут соединяться только попарно, словно ключи и замки.
ДНК-чип содержит мириады и мириады "располовиненных" фрагментов ДНК-кода.
 |
| |
 | ||
Каждая "особенность" поперечником приблизительно 26 микронов содержит лишь один ДНК-код. Точнее много-много одинаковых молекул.
И все они однозначно относятся к одному из 33 животных.
Длина каждого фрагмента — 17 оснований. Этого достаточно для надёжной идентификации, как достаточно 17 взятых подряд в любом месте нот, чтобы определить какую-нибудь мелодию из имеющейся базы данных.
Целую россыпь разбитых кусочков ДНК экспериментаторы выделяют из образца пищи. Чего там только нет. А чего?
|  | |
 | ||
Все совпадающие фрагменты кода соединятся со своими "родными" последовательностями в той или иной "особенности".
Теперь чип можно промыть водой — всё лишнее уйдёт. Чип помещают под луч лазера, и квадратики, содержащие отловленный материал будут ярко светиться. Осталось лишь свериться с картой чипа, чтобы узнать — какие ДНК определены.
А по интенсивности свечения можно сделать косвенный вывод и о пропорциях свинины и говядины в нашей гипотетической котлете.
Как видим, использование чипа сравнительно несложно, и позволяет заниматься генетическим анализом лабораториям, имеющим весьма простой набор оборудования.
Но насколько же хитроумно производство чипа. Чтобы создавать такие биохимические шедевры автоматизировано и в массовом порядке, Affymetrix соединила принципы фотолитографии и комбинаторной химии.
 |
 Цветные квадратики — "особенности", отвечающие за идентификацию того или иного ДНК-кода (иллюстрация с сайта affymetrix.com). |
Исходный продукт — кварцевая пластина — покрывается специальным реактивом, силаном, который прочно соединяется с кварцем и формирует строго периодичную молекулярную матрицу (с равномерной поверхностной плотностью), готовую принять нуклеотиды.
В цепочках будущего кода основания идут вертикально вверх, а наносят их одновременно на всю поверхность, слой за слоем.
Разумеется, каждый раз на чип подают определённое вещество, и чтобы оно закрепилось только в определённых "особенностях", тех самых микронных квадратиках, используют маски, аналогичные тем, что нужны для производства микросхем.
 |
| |
 | ||
В этом процессе последовательного синтеза главное — каждый раз накладывать новую маску с микронной точностью, иначе все генетические коды на пластине перемешаются.
Так, шаг за шагом (в пищевом чипе их 17, в других моделях фирмы — до 24) формируются вертикальные столбики нуклеотидных цепей, которые и создают ключи-анализаторы генов.
Эта технология служит, конечно, не только для таких забавных (на первый, возможно, взгляд) областей применения, как выявление мяса поросёнка в гусином паштете, но и для вполне серьёзных научных исследований.
Ведь на поверхность чипа, теоретически, можно нанести фрагменты каких угодно генетических кодов.
Работа Affymetrix — лишнее доказательство, что самые интересные и перспективные открытия происходят на стыках наук и дисциплин.
Похоже на биологическое разнообразие в природе, получаемое смешением генов. Не так ли?
Статья получена: Membrana.ru
Противовирусные препараты: за и против
Добро пожаловать в Армению. Знакомство с Арменией
Крыша из сэндвич панелей для индивидуального строительства
Возможно ли отменить договор купли-продажи квартиры, если он был уже подписан
Как выбрать блеск для губ
Чего боятся мужчины
Как побороть страх перед неизвестностью
Газон на участке своими руками
Как правильно стирать шторы
Как просто бросить курить
- 2240 -
