IBM: n tavoitteet yksilölliselle lääketieteelle DNA-sirun avulla

Yhtiö aikoo kehittää siru, joka pystyy nopeasti kartoittamaan geneettisen koodin organismien biologiset rakenteet. Siru yrittää ymmärtää geneettistä koodia DNA: n sekvensoinnilla - elämän perustekokonaisuuden avulla - yksilöimään potilaiden hoitokursseja, sanoo IBM Researchin toiminnallinen genomiikka tutkija Gustavo Stolovitzky.

IBM toivoo, että genomin lukija pystyy kartoittamaan geneettisen koodin muutamassa minuutissa kustannuksella, joka on 100-1000 dollaria.

"Ihmiset eivät kuole … haittavaikutuksista (sopimattomista huumeista) tai me tiedämme hieman paremmin, miten heidän elämäntapaansa mukautetaan niiden geneettiseen koostumukseen ", Stolovitzky sanoi. "Kukaan ei halua olla keskimääräisen potilaan hoidossa, ja jokainen haluaa tulla kohdelluksi yksilölliseksi potilaksi."

Geenitekniikan ymmärtäminen lukemalla DNA: ta auttaa tarkentamaan sairauksia ja parantamaan potilaiden hoidon laatua, Stolovitzky sanoi.

Genomon lukija on suunniteltu piisiriksi, jossa DNA kierretään sirun huokosten läpi ja sen ominaisuudet luetaan peräkkäin. Sirulla on pieniä elektrodeja tuottamaan sähkökenttiä, jotka voivat houkutella negatiivisesti varautuneita DNA-molekyylejä, minkä jälkeen siru mittaa ja sekvensoi DNA: ta. Siruun integroituneet komponentit sisältävät kemiallisia, fysikaalisia ja atomikerroksia, jotka auttavat molekyylien arvioinnissa ja geneettisen koostumuksen sekvensoinnissa. Myös DNA-sekvensointiin tarvitaan DNA-lukusiru, jota voidaan käyttää myös muihin biotekniikkasovelluksiin, jotka sisältävät ihmisen, eläimen, bakteerin ja kasvin DNA: n sekvensoinnin, Stolovitzky sanoi.

Viime kädessä yritys pyrkii pienentämään sirua käytettäväksi käsin pidettävissä lääketieteellisissä laitteissa, joiden avulla potilaat voivat tallettaa näytteen saadakseen DNA: n lukemaan muutamassa sekunnissa tai minuuteissa. Laite voisi olla paljon kuin glukoosimittari, jossa käyttäjät asettavat veripisarjan ja laite näyttää verensokeritasoja muutamassa sekunnissa, Stolovitzky sanoi.

Sirun rakentaminen on ensimmäinen askel ja IBM jatkaa DNA-tutkimustaan ​​auttamaan siru tarkasti karttaa geneettistä koodia

"Olemme prosessissa, jossa meillä on virstanpylväitä … [yli] kolmen vuoden ajan, kolmen vuoden lopussa tiedämme, onko se mahdollista tai ei, "Stolovitzky sanoi.

Hän ei voinut ennustaa, milloin tekniikka olisi kaupallisesti saatavilla. Mutta jos se tulee saataville, se voidaan antaa potilaille lääkärin vastaanotolla tai kädessä pidettävissä lääkinnällisissä laitteissa. Tällaiset DNA-sekvensserit saattavat poistaa testejä, jotka ovat tällä hetkellä viime viikkoina, hän sanoi.

IBM: n tutkimus edistäisi aikaisempaa genomin sekvensointitoimia, jotka olivat kalliita ja kestivät vuosia saavuttaa. Ensimmäinen geneettinen sekvenssointiohjelma, Human Genome Project, valmistui vuonna 2003 13 vuoden ponnistusten jälkeen 3 miljardin dollarin kustannuksella. Tutkimusprojektin rahoitti pääasiassa Yhdysvaltain energiaministeriö ja kansalliset terveysinstituutit.

Geneettinen sekvensointitoiminta yhdistää IBM: n nanoteknologian ja tutkimusta, joka ympäröi useita tieteellisiä aloja. IBM on ryhtynyt muihin DNA-tutkimustoimiin, mukaan lukien kokeilu DNA: n käyttämiseksi pienten piireiden luomiseksi, hanke, joka ei liity genomisen lukijan käyttöön.