Юная калифорнийская компания Affymetrix (начавшая свою работу в 1993 году) — один из фаворитов рынка устройств для генетических исследовательских работ.
Компания известна своим революционным соединением технологий полупроводниковой, так сказать, "микросхемной", индустрии и биохимических тестов.
ДНК-чипы от Affymetrix обширно употребляются в различных лабораториях, занятых генетическим анализом и генной инженерией.Но обыденным людям куда увлекательнее другой продукт компании. Это прибор, схожий на микросхему, позволяющий идентифицировать 10-ки ДНК от разных животных в образчике людской еды.
bioMerieux FoodExpert-ID практически — разновидность так именуемого GeneChip.
Прибор может идентифицировать био следы в еде от 12 разновидностей млекопитающих, 5 видов домашней птицы и 16 разновидностей рыбы.
Таким макаром, он позволяет выяснить, вправду ли гусиный паштет, вызывающий у покупателя подозрения, содержит гусиную печень, а не что-то ещё.
ДНК-чип создаётся по технологиям, схожим с компьютерными, но это не электрический, а био объект (иллюстрация с веб-сайта affymetrix.com).
А, например, мусульмане могут проверить — не положили ли нерадивые изготовители свинину в "говяжьи" котлеты.
Всё это, правда, работает, только с привлечением дополнительных лабораторных способностей, так что использовать чип в "нагом" виде, на коленке, обычному потребителю не получится.
Чтоб осознать, как работает FoodExpert-ID, необходимо вспомнить самую малость из генетики: двойные спирали ДНК, составляющие их молекулы-основания — аденин, гуанин, тимин и цитозин, также то, что они могут соединяться только попарно, как будто ключи и замки.
ДНК-чип содержит мириады и мириады "располовиненных" фрагментов ДНК-кода.
Кусок поверхности чипа с молекулами-ключами (иллюстрация с веб-сайта affymetrix.com).
Поверхность чипа размером с ноготь разбита на 97 тыщ квадратиков, нареченных "особенностями".
Любая "особенность" поперечником примерно 26 микронов содержит только один ДНК-код. Поточнее много-много схожих молекул.
И они все совершенно точно относятся к одному из 33 животных.
Длина каждого куска — 17 оснований. Этого довольно для надёжной идентификации, как довольно 17 взятых попорядку в любом месте нот, чтоб найти какую-нибудь мелодию из имеющейся базы данных.
Целую россыпь разбитых кусочков ДНК экспериментаторы выделяют из эталона еды. Чего там только нет. А чего?
"Некорректные" куски генетических кодов смываются, а совпадающие — закрепляются на чипе. Красноватые шарики — флуоресцентные молекулы (иллюстрация с веб-сайта affymetrix.com).
Добавим к молекулам, составляющим генетический код, молекулы флуоресцирующего вещества. Нанесём эту смесь на поверхность FoodExpert-ID. Осталось сделать малость.
Все совпадающие куски кода объединятся со своими "родными" последовательностями в той либо другой "особенности".
Сейчас чип можно помыть водой — всё избыточное уйдёт. Чип помещают под луч лазера, и квадратики, содержащие отловленный материал будут ярко сиять. Осталось только свериться с картой чипа, чтоб выяснить — какие ДНК определены.
А по интенсивности свечения можно сделать косвенный вывод и о пропорциях свинины и говядины в нашей гипотетичной котлете.
Как лицезреем, внедрение чипа сравнимо нетрудно, и позволяет заниматься генетическим анализом лабораториям, имеющим очень обычный набор оборудования.
Но как же хитроумно создание чипа. Чтоб создавать такие биохимические шедевры автоматизировано и в массовом порядке, Affymetrix соединила принципы фотолитографии и комбинаторной химии.
Цветные квадратики — "особенности", отвечающие за идентификацию того либо другого ДНК-кода (иллюстрация с веб-сайта affymetrix.com).
Начальный продукт — кварцевая пластинка — покрывается особым реактивом, силаном, который крепко соединяется с кварцем и сформировывает строго периодичную молекулярную матрицу (с равномерной поверхностной плотностью), готовую принять нуклеотиды.
В цепочках грядущего кода основания идут вертикально ввысь, а наносят их сразу на всю поверхность, слой за слоем.
Очевидно, всякий раз на чип подают определённое вещество, и чтоб оно закрепилось исключительно в определённых "особенностях", тех микронных квадратиках, употребляют маски, подобные тем, что необходимы для производства микросхем.
Снимок прореагировавшего чипа с огромным повышением. Белоснежные, красноватые, жёлтые квадратики — участки с высочайшей концентрацией флуоресцентного вещества. Зелёные, голубые, чёрные — соответственно, со всё более и поболее с низкой (иллюстрация с веб-сайта affymetrix.com).
С основой чипа всякий раз сцепляются только те основания, что освещаются через отверстия в маске ультрафиолетом.
В этом процессе поочередного синтеза главное — всякий раз накладывать новейшую маску с микронной точностью, по другому все генетические коды на пластинке перемешаются.
Так, шаг за шагом (в пищевом чипе их 17, в других моделях компании — до 24) формируются вертикальные столбики нуклеотидных цепей, которые и делают ключи-анализаторы генов.
Эта разработка служит, естественно, не только лишь для таких смешных (на 1-ый, может быть, взор) областей внедрения, как выявление мяса поросёнка в гусином паштете, да и для полностью серьёзных исследований.
Ведь на поверхность чипа, на теоретическом уровне, можно нанести куски каких угодно генетических кодов.
Работа Affymetrix — избыточное подтверждение, что самые достойные внимания и многообещающие открытия происходят на соединениях наук и дисциплин.
Похоже на био обилие в природе, получаемое смешением генов. Не так ли?
ужс я даже не могу представить как это больно 