На сегодняшний день резкое снижение стоимости секвенирования генома человека, наблюдаемое за последние годы, немного замедлилось, остановившись на уровне 5-10 тыс. долларов США. Секвенирование превратилось в относительно недорогой и заслуживающий доверия метод генетического исследования, поэтому специалисты уже не с таким нетерпением ожидают появления на рынке новых секвенаторов.
В самом большом выигрыше от произошедших изменений оказались две медицинские области – скрининг эмбрионов, получаемых при экстракорпоральном оплодотворении (ЭКО), и метагеномика, изучающая структуру, организацию и функционирование не отдельных геномов (человека, например), а целых геномных сообществ. «Эта научная область еще развивается», – говорит генетик Джей Шендюр (Jay Shendure) из Университета Вашингтона (University of Washington, США).
На прошлогодней конференции Advances in Genome Biology and Technology (AGBT) компания Oxford Nanopore (Оксфорд, Великобритания) заинтриговала ученых, представив прибор, который может секвенировать ДНК в рекордное время и по беспрецедентно низкой цене, однако секвенатор до сих пор не представлен на рынке. Зато прибор HiSeq, выпускаемый компанией Illumina (Калифорния, США), в этом году закрепил свои позиции в верхней части списка самых продаваемых секвенаторов на рынке. По мнению биолога Майкла Шатца (Michael Schatz) из Лаборатории Колд Спринг Харбор (Cold Spring Harbor Laboratory, США), после долгих лет драматического развития технологических инноваций в арсенале ученых наконец-то появился хорошо отлаженный метод, и теперь они расширяют области его применения.
Одной из возможных областей применения секвенирования является одноклеточная геномика, которая оказалась в центре внимания ученых на конференции AGBT, проходившей 20-23 февраля 2013 г. во Флориде (США). Чтобы секвенировать геном единственной клетки, ее ДНК должна быть амплифицирована. Однако во время этого процесса могут возникнуть ошибки в последовательности ДНК. Новые методики амплификации позволяют получать точные последовательности ДНК отдельных клеток, в том числе и ценнейших клеток, выделенных из человеческих эмбрионов.
На конференции AGBT Даган Уэллс (Dagan Wells) из Оксфордского Университета (University of Oxford, США) рассказал, как метод может быть использован для определения наилучшего из созданных методом ЭКО эмбрионов для развития здорового ребенка. В настоящее время специалисты проводят скрининг эмбрионов на наличие генетических аномалий, выделяя по одной клетке из каждого восьмиклеточного эмбриона и тестируя их на предмет хромосомных аномалий. Но стоимость одной такой процедуры составляет около 1 тыс. долларов США.
Вместо этого Уэллс предлагает выделять ДНК из клетки-образца, амплифицировать ее и секвенировать необходимые участки генома с использованием прибора Personal Genome Machine (PGM) – секвенатора, производимого компанией Ion Torrent, Life Technologies (Калифорния, США). В течение дня Уэллс может протестировать эмбриональную клетку на наличие дупликаций или делеций целых хромосом – аномалий, наиболее часто наблюдаемых на ранних стадиях эмбриогенеза. В этом году планируется провести крупномасштабное клиническое испытание разработанной технологии. По словам Уэллса, низкая стоимость, составляющая менее 50% от стоимости применяемых в настоящее время методов, должна сделать метод более доступным для пациенток клиник ЭКО.
Другие ученые совершенствуют существующие технологии секвенирования для того, чтобы увеличить среднюю длину цепи ДНК, которая может быть «прочитана» секвенатором. Пока что доминирующие на рынке приборы секвенируют короткие фрагменты ДНК, составляющие не более нескольких сотен пар оснований, и при анализе пропускают некоторые области генома. Более длинные риды требуется получить, в частности, для того чтобы различить близкородственные микроорганизмы. Это важно при исследовании, например, того факта, влияет ли излишнее количество некоторых видов микроорганизмов в кишечнике или влагалище на предрасположенность пациентов к таким состояниям, как диарея и преждевременные роды.
В конце прошлого года компания Illumina приобрела компанию Moleculo (Калифорния, США), владеющую методом, который позволяет увеличить длину ридов за счет изменения способа подготовки ДНК к секвенированию, а также за счет использования нового аналитического программного обеспечения для считывания данных. Эти тонкости могут помочь получить риды длиной в тысячи пар оснований при использовании приборов Illumina, что на порядок больше, чем было возможно ранее. Секвенаторы, производимые компанией Pacific Biosciences (Калифорния, США), также получают риды, длина которых приближается к нескольким тысячам пар оснований, благодаря использованию генно-инженерной полимеразы.
Компания Pacific Biosciences должна проделать сложный путь, чтобы «догнать» компании Illumina или Life Technologies. Последняя в этом месяце объявила, что в 2013 г. ожидает увеличения продаж секвенирующей системы Ion Torrent на 15%. Корпоративные захваты активно обсуждаются специалистами по секвенированию. Слухи о том, что бизнес компании Life Technologies в области секвенирования может быть перекуплен, привел к самому высокому росту стоимости ее акций за все время существования фирмы. Недавно компания Illumina устояла перед захватом, предпринятым швейцарской компанией Roche, месяц назад официально аннулировавшей свое коммерческое предложение. Однако ситуация на рынке секвенирования принципиально не изменилась.
Любая перестановка основных компаний-игроков на рынке секвенирования произойдет только после внедрения новых секвенаторов. Возможно, изменения настанут после появления прибора Ion Proton компании Life Technologies, который, как обещают, снизит стоимость и время секвенирования до 1 тыс. долларов США за геном и одного дня проведения анализа. Другой альтернативной могут стать секвенаторы GridION или MinION, производимые компанией Oxford Nanopore, которых ученые до сих пор не видели.
Источник: CBio.ru
