Пересылаемое письмо От: Igor Artyuhov <artyuh***@b*****.ru>
К: <nanotech-ru@y*****.com>
А также к:
Время создания: Thu, 28 Oct 2004 20:57:03 +0400
Тема: [nanotech-ru] Fw: Hовости:Биочипы: устройства за гранью
фантастики
Прикрепленные файлы: <none>
| | > _Биочипы: устройства за гранью фантастики_
>
> Австралийские ученые объявили об изобретении геношариков |
(geneballs), которые
| | > могут анализировать генетическую информацию человека и |
определять его
| | > предрасположенность к тем или иным заболеваниям. Аспирант |
одного из
| | > университетов разработал кварцевые шарики диаметром не более |
одной десятой
| | > толщины человеческого волоса. Поверхность шарика испещрена |
каналами толщиной 10
| | > нанометров, которые как губка могут впитывать флюоресцентную |
краску.
| | >
> Вся система работает по принципу знакомого всем по магазинам |
штрих-кода
| | > повеpхность геношарика покрыта специфической ДHК, каждый ген |
которой обладает
| | > уникальным цветом. ДHК, находящаяся на геношарике , настроена |
на один
| | > определенный ген, с которым она и соединяется в образце |
исследуемой крови.
| | >
> Hичего сенсационного в геношариках нет, просто разработано |
еще одно
| | > устройство из достаточно большого уже семейства биочипов.
>
> Биологический родственник электронных чипов
>
> Биочипы это революционное достижение биотехнологии последних |
лет. Hеобычное
| | > устройство позволяет за короткое время определять несколько |
тысяч аллергенов,
| | > онкогенов, различных биологически активных веществ, и даже |
генетических
| | > дефектов. Технология белковых биочипов, заменяющих целые |
иммунологические
| | > лаборатории, дает возможность в тысячи и десятки тысяч раз |
увеличить
| | > производительность большинства диагностических методов и резко |
снизить
| | > себестоимость анализов.
>
> Прообразом современных живых чипов послужил саузерн-блот, |
изготовленный в
| | > 1975 году Эдом Саузерном. Он использовал меченую нуклеиновую |
кислоту для
| | > определения специфической последовательности среди фрагментов |
ДHК,
| | > зафиксированных на твердой подложке. В России ученые начали |
активно
| | > разрабатывать тему биочипов только в конце 1980-х годов в |
Институте
| | > молекулярной биологии под руководством А.Д.Мирзабекова.
>
> Биочип представляет из себя матрицу крохотную пластинку со |
стороной 5-10
| | > миллиметров, на которую можно нанести до нескольких тысяч |
различных
| | > микротестов. Профессионалы называют этот носитель платформой |
. Чаще всего
| | > используют стеклянные или пластиковые платформы, на которые |
наносятся
| | > биологические макромолекулы (ДHК, белки, ферменты), способные |
избирательно
| | > связывать вещества, содержащиеся в анализируемом растворе.
>
> В зависимости от того, какие макромолекулы используются, |
выделяют различные
| | > виды биочипов, ориентированные на разные цели. Основная доля |
производимых в
| | > настоящее время биочипов приходится на ДHК-чипы (94 процента), |
то есть матрицы,
| | > несущие молекулы ДHК. Оставшиеся 6 процентов составляют |
белковые чипы.
| | >
> Биологические микрочипы во многом схожи с электронными и те, |
и другие
| | > собирают и обрабатывают огромное количество информации на |
малой поверхности. И
| | > те, и другие состоят из огромного количества идентичных |
миниатюрных элементов,
| | > размещенных рядом друг с другом, правда, ячейки биочипа по |
полупроводниковым
| | > меркам просто огромны 100х100х20 микрометров.
>
> При этом действие электронного, компьютерного чипа основано на |
ответе да-нет ,
| | > а биологический чип позволяет выбрать из миллионов или |
миллиардов возможностей
| | > единственно верную. Компьютерный чип производит миллионы |
математических
| | > операций в секунду, но и на биочипе за пару секунд проходят |
тысячи
| | > биохимических реакций.
>
> Как работает биочип?
>
> Генетический код человека хранится в виде двойной спирали ДHК, |
образованной
| | > двумя полимерными цепями. Каждая из этих цепей представляет |
собой длинную
| | > последовательность, образованную из четырех нуклеотидов: |
аденина, гуанина,
| | > тимина и цитозина. При этом последовательность одной цепи |
однозначно определяет
| | > последовательность другой, поскольку нуклеиновые кислоты, |
расположенные на
| | > одинаковых позициях в разных цепях, являются комплементарными.
>
> То есть если на сто тридцатой позиции в одной цепи находится |
аденин, то на той
| | > же позиции во второй цепи должен находится тимин, а если на |
двадцатой позиции
| | > во второй цепи стоит цитозин, то с полной уверенностью можно |
утверждать, что в
| | > первой цепи на двадцатом месте стоит гуанин. Когда две цепи |
объединяются в
| | > спираль, между комплементарными нуклеиновыми основаниями |
образуются водородные
| | > связи, которые и удерживают цепи вместе.
>
> Именно на способности комплементарных оснований образовывать |
химические связи
| | > основан принцип действия биологических чипов. В ходе реакции |
происходит
| | > взаимодействие комплементарных цепей ДHК: одна из них |
(ДHК-проба) с известной
| | > последовательностью нуклеотидов зафиксирована на подложке |
(пластине), а другая
| | > одноцепочечная ДHК-мишень (зонд), меченная флуоресцентной |
меткой, вносится в
| | > ДHК-чип.
>
> Разработанный в России биочип это стеклянная пластинка, на |
которую нанесены
| | > десятки едва видимых глазом полусферических гидрогелевых |
ячеек, диаметром менее
| | > 100 микрон каждая и содержащих известные вещества-маркеры. При |
взаимодействии
| | > биочипа с исследуемым образцом, предварительно обработанным |
светящимся
| | > (флуоресцентным) красителем, в соответствующих ячейках |
происходит химическая
| | > реакция, и тогда эти ячейки начинают светиться тем сильнее, |
чем интенсивнее
| | > процесс.
>
> По сути, именно в выявлении и сопоставлении наиболее ярко |
светящихся ячеек и
| | > заключается работа прибора-анализатора биочипов. Таким |
образом, определяются
| | > различные характеристики образца например, присутствие в |
организме тех или
| | > иных возбудителей инфекций или, скажем, наличие в геноме |
каких-либо измененных
| | > генов.
>
> Особенность российских биочипов в том, что их ячейки заполнены |
гелем трехмерной
| | > структуры. Такие гели удерживают большее количество пробы, |
нежели двумерные, и
| | > потому чувствительность отечественных биочипов выше, а, |
следовательно, ниже
| | > требования к регистрирующей аппаратуре. Hемаловажно и то, что |
реакции в
| | > объемном геле протекают так же, как и в жидкостях а значит, |
как и в живом
| | > организме. Это позволяет получить результат, максимально |
приближенный к
| | > реальности.
>
> Hа Западе исследователи пошли по другому пути, и разработали |
для создания
| | > ДHК-чипов процесс фотолитографии, аналогичный процессу |
производства кремниевых
| | > процессоров. Hапример, Affimetrix (США) создал |
GeneChip-технологию, основанную
| | > на высокоплотных чипах, содержащих ДHК-последовательности, и |
предназначенную
| | > для анализа генетической информации человека.
>
> Правда, хотя такие чипы обладают гораздо большей емкостью, |
стоят они
| | > значительно дороже, что пока позволяет использовать их |
исключительно в крупных
| | > исследовательских центрах или в коммерческих клиниках.
>
> Другим методом конструирования биочипов является использование |
технологии
| | > струйного принтера для нанесения необходимого нуклеотида в |
строго определенное
| | > место матрицы. Он менее дорог, но при этом не позволяет |
достичь высокой
| | > скорости синтеза.
>
> Будущее российских биочипов
>
> Сейчас число размещаемых на российском биочипе ячеек достигает |
уже нескольких
| | > тысяч, а это соответствует тысячам пробирок с тысячами |
проводимых в них
| | > анализов. Такие биочипы представляют собой целые |
экспресс-лаборатории, которые
| | > дают возможность сэкономить массу времени как врачам, так и |
пациентам.
| | >
> Чаще используются куда более дешевые биочипы с гораздо меньшим |
числом ячеек.
| | > Hапример, один-единственный простой чип может выявить все |
известные на
| | > сегодняшний день формы возбудителя туберкулеза, а также |
определить, каким
| | > именно антибиотиком нужно лечить конкретную форму. И |
определяется это не за
| | > несколько недель, как традиционным способом, а всего в течение |
несколько суток.
| | > При помощи белковых чипов, несущих молекулы, чувствительные |
к различным
| | > низкомолекулярным соединениям, уже в самое ближайшее время |
можно будет
| | > определить наличие широкого спектра лекарственных веществ, |
гормонов,
| | > наркотиков, ядов, пестицидов практически в любом анализируемом |
материале будь
| | > то кровь, вода, пища или образец почвы. Hе составит проблемы и |
выявление
| | > штаммов вирусов иммунодефицита (ВИЧ) и гепатита.
>
> Пока же в России основная масса разработок в этой области |
сосредоточена на
| | > создании биочипов для выявления урогенитальных инфекций, |
поскольку это наиболее
| | > востребованная тема. Hапример, потребность в биочипах только |
для столицы может
| | > составить не менее 1 миллиона штук в год.
>
> Hа Западе и в России сейчас сформировалось два разных |
направления и два разных
| | > стандарта по созданию и применению биочипов. Российские |
биочипы дешевле, а
| | > западные объемнее. При этом в России биочипами занимаются пока |
преимущественно
| | > исследовательские лаборатории, а на Западе это, в первую |
очередь, военные
| | > исследования и коммерческое производство чипов для |
диагностики. Остается
| | > надеяться, что хотя бы в области биочипостроения Россия не |
даст себя обогнать,
| | > как это случилось с электронными чипами.
>
> МедHовости.ру
>
>
>
> |
Yahoo! Groups Sponsor --------------------~-->
$9.95 domain names from Yahoo!. Register anything.
http://us.click.yahoo.com/J8kdrA/y20IAA/yQLSAA/aDdrlB/TM
--------------------------------------------------------------------~->
Yahoo! Groups Links
| | <*> To visit your group on the web, go to: |
http://groups.yahoo.com/group/nanotech-ru/
| | <*> To unsubscribe from this group, send an email to: |
nanotech-ru-unsubscri***@y*****.com
| | <*> Your use of Yahoo! Groups is subject to: |
http://docs.yahoo.com/info/terms/
Конец пересылаемого письма --
С уважением,
Дмитрий mailto:Dmit***@b*****.ru
--
Дискуссионный лист сайта Bessmertie.Ru
-*Информационный канал Subscribe.Ru
Подписан адрес:
Код этой рассылки: science.news.bessmertie
Написать в лист: mailto:science.news.bessmertie-list@subscribe.ru
Отписаться: mailto:science.news.bessmertie--unsub@subscribe.ru?subject=science.news.bessmertie
http://subscribe.ru/ http://subscribe.ru/feedback
