В Копенгагенского университета (University of Copenhagen) группой ученых разработан метод, который может в режиме реально времени выявить бактерии , вызвавшие отравление человека, или находящиеся в продуктах , и, тем самым, предотвратить массовое заражение. С помощью портативного, переносного устройства сложный анализ можно провести менее, чем за сутки, прямо на месте забора анализа, без привлечения лаборатории и специально обученного персонала.

Второе десятилетие идут исследования генома человека, животных, растений (1000 геномов растений), бактерий и т.д. методом секвенирования (общее название методов, которые позволяют установить последовательность нуклеотидов в молекуле ДНК).

 Для выявления источника пищевого отравления обычно требуются дни или недели. Теперь исследователи из Копенгагенского университета разработали метод, который по крайней мере в два раза быстрее и в 200 раз дешевле традиционных методов. Устройство размером с плитку шоколада в настоящее время тестируется несколькими компаниями.

Новый метод разработан на основе концепции нанопористого секвенирования . Вместо того чтобы секвенировать геном бактерии, как это делают традиционные методы, этот метод просто исследует отдельные фрагменты генетического материала. При этом экономятся время и деньги. В то же время анализ достоверен на 99,6%.

 «Я считаю его недорогим быстрым методом скрининга для больниц, которым необходимо быстро определить, например, источник стафилококковой вспышки или для пищевого производства, где необходимо выявить скрытые нежелательные бактерии», - говорит Лукаш Крич, исследователь и доцент кафедры пищевых наук Университета Копенгагена.

 Принцип секвенирования нанопор ДНК.

    Нанопористое секвенирование  основано на биологических нанопорах, вставленных в синтетическую полимерную мембрану. Мембрана, погружена в раствор электролита. Одиночные молекулы, попадающие в нанопоры, вызывают характерные нарушения тока Измеряя это нарушение, можно охарактеризовать молекулы ДНК или РНК.

Таким образом, что бы провести анализ ДНК, обычно дорогостоящий, трудоемкий и требующий времени, при использовании нанопор, требуется портативное переносное устройство размером с плитку шоколада.

 «Проблема быстрой, точной и недорогой идентификации бактерий, вплоть до уровня вида / штамма, остается нерешенной. Мы разработали новый метод обогащения и метки бактериальной ДНК, позволяющий быстро , менее 24 часов и экономически эффективно идентифицировать и дифференцировать виды и штаммы микроорганизмов с помощью переносной платформы для секвенирования ДНК ( метод MinION (ON-rep-seq)», говорит Лукаш Крич.

Стоимость и простота в использовании такого устройства  делает его доступным потребителям и коммерчески выгодным производителям. Так компания Oxford Nanopore Technologies производит устройство подобное стоимостью € 930.

 

 Принцип секвенирования нанопор. Биологическая нанопора встроена в мембрану с высоким электрическим сопротивлением, погруженную в раствор электролита. Ионы могут проходить через нанопоры, только если на мембрану подается подходящий потенциал, генерирующий ионный ток. Если аналит входит в пору и проходит «зону чувствительности», может быть обнаружен скачек тока. С сайта www.sciencedirect.com/

 Компания, презентующая прибор, Oxford Nanopore Technologies Ltd (штаб-квартирой в Оксфордском научном парке, Великобритания) так позиционирует себя на рынке секвентирования ДНК:

 «Наша цель - сделать возможным анализ любого живого существа кем угодно и где угодно. Мы предлагаем технологию секвенирования ДНК / РНК на основе нанопор в режиме реального времени: доступную, простую в использовании и полностью масштабируемую для любых требований».

Прибор, для определения видов и штаммов микроорганизмов, один из линейки устройств, основанных на концепции секвенирования нанопор. Это устройства для фундаментальных исследований генома, работы в области криминалистике, медицине, сельском хозяйстве, микробиологии, окружающей среды.