octobre 17, 2021

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Des rhinocéros ambitieux espèrent améliorer l’analyse de l’ADN

N.-É.Les passionnés aiment Comparer les avancées dans leur domaine à la vitesse vertigineuse de l’innovation informatique. Là, les gros ordinateurs lents ont évolué en ordinateurs de bureau rapides et de taille moyenne, puis en superordinateurs de poche appelés smartphones. De même, le séquençage du premier génome humain a été annoncé en 2003, en grande pompe. Cela a pris 13 ans et a coûté environ 3 milliards de dollars. Deux décennies plus tard, le séquençage du génome humain vous coûtera près de 600 $, et cela pourrait être fait en une semaine.

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Gordon Sangira, président d’Oxford Nanopore, basée dans la ville universitaire britannique du même nom, pense qu’il y a de la place pour plus. comme L’économiste Il a poursuivi en soulignant que son entreprise était sur le point de faire ses débuts à la Bourse de Londres. Sa technologie, le nano-séquençage, peut réduire le coût de l’analyse génétique et réduire le temps nécessaire de quelques jours à quelques heures voire minutes. Dans le même temps, tout comme les smartphones l’ont fait avec l’informatique, il peut rendre les séquences génétiques suffisamment petites pour tenir dans une poche plutôt que sur un bureau.

Le séquençage des nanopores utilise des versions modifiées de protéines qui, dans la nature, ouvrent des trous dans les membranes cellulaires pour permettre aux ions (atomes chargés électriquement de choses comme le potassium et le chlore) d’entrer et de sortir. Ces protéines sont utilisées pour faire des trous dans la membrane qui sépare deux chambres remplies de fluide, et un courant électrique est appliqué. Les ADN à séquencer puis à passer par la trappe (voir schéma). ADN Il stocke ses informations en utilisant quatre bases chimiques différentes, abrégées en uneEt N.-É.Et N.-É. Et T. Chacun d’eux a une forme différente et obstrue partiellement les pores d’une manière différente. Cela provoque différentes fluctuations du courant, permettant de lire la séquence de bases.

L’idée de séquencer les nano-trous remonte aux années 1990, explique le Dr Sanghera. Mais sa commercialisation a pris de nombreuses années. Une astuce consiste à s’assurer ADN Les molécules se déplacent à travers les pores à une vitesse prévisible – et ne reculent jamais – quelque chose que l’entreprise a résolu avec un cliquet moléculaire spécialement conçu. L’intégration de parties biologiques de la technologie avec des parties en silicium a été un défi. Et les pores, en soi, ne ressentent pas des règles individuelles, mais des groupes d’entre eux. Ces signaux sont traduits à l’aide de l’apprentissage automatique, une technologie qui n’est entrée en vigueur que ces dernières années.

Le nano-séquençage offre plusieurs avantages par rapport aux autres méthodes. la compressibilité en est une. Le plus petit produit nanopore d’Oxford, le jemionC’est la taille d’un gros téléphone portable. Les séquenceurs existants sont similaires à des réfrigérateurs ou (au mieux) à des micro-ondes. Les jemionSa précision permet des analyses sur le terrain, sans qu’il soit nécessaire d’envoyer des échantillons à un laboratoire distant. Il a été utilisé partout, des glaciers norvégiens aux mines de charbon galloises en passant par la Station spatiale internationale.

Un autre avantage est la vitesse. Les technologies précédentes ont été piratées ADN en fragments, faites des copies et étiquetez-les avec des produits chimiques fluorescents. Cela prend du temps. Le record de séquençage de l’ensemble du génome humain est estimé à 13 heures. Oxford Nanopore pense pouvoir systématiquement réduire cela à quelques heures. L’approche nanopore fournit également une lecture continue. D’autres méthodes ne fournissent un résultat qu’à la fin.

déchiquetage ADN Pour les bits, en attendant, il est difficile de dire ce qui se passe dans les régions composées de séquences répétitives. Les appareils à base de nanopores peuvent lire des parties de ADN Il s’étend sur des millions de bases, ce qui donne une image plus claire de ce qui se passe. Ils peuvent détecter la méthylation – une modification chimique des bases qui est un moyen important par lequel l’expression des gènes est régulée dans le corps.

séquence de lancement

Sur le papier, la séquence des nanotrous apparaît transformatrice. Reste à voir si cela se produira réellement. Comme toutes les bonnes startups technologiques, Oxford Nanopore n’a pas encore réalisé de bénéfices, bien qu’elle espère le faire d’ici cinq ans. (Ses pertes l’année dernière étaient de 73 millions de livres sterling, ou 98 millions de dollars, sur des revenus de 114 millions de livres sterling.) Julian Roberts, analyste à la Jefferies Bank, affirme que le marché mondial du séquençage génétique vaut peut-être 7,5 milliards de dollars par an et se développe « chez les adolescents discrets ». [per cent] En général – en bonne santé, mais pas étonnant. » Il est dominé par Illumina, une entreprise basée à San Diego.

Mais Roberts dit que, comme pour les ordinateurs, une meilleure technologie peut créer de nouvelles utilisations, élargissant le marché. Le séquençage génétique en temps réel bon marché pourrait tout stimuler, du traitement du cancer (des chercheurs en Norvège cherchent à l’utiliser pour lire les génomes des tumeurs cérébrales pendant la chirurgie) à la modélisation environnementale à la surveillance des maladies (l’utilité du séquençage dans la pandémie de COVID-19). , classé premier dans l’esprit de nombreux épidémiologistes).

Choisir la société à inscrire à Londres plutôt qu’aux États-Unis va à l’encontre de la sagesse conventionnelle, selon laquelle l’Amérique offre des investisseurs intelligents qui sont plus disposés à subir des pertes aujourd’hui qu’à payer potentiellement un gros paiement demain. Elle espère, pour l’instant, rester britannique. Sa structure d’actionnariat donne au Dr Sanghera (ou, s’il n’est pas disponible, à deux autres cadres supérieurs) la possibilité d’empêcher des prises de contrôle intempestives. Roberts cite l’exemple de Solexa, une société britannique qu’Illumina a achetée en 2006 pour 600 millions de dollars. De nos jours, la technologie Solexa est au cœur des activités d’Ilumina, et la société américaine est évaluée à 64 milliards de dollars.

Cet article est paru dans la section Science et technologie de l’édition imprimée sous le titre « A Hole in One?

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