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工業技術研究院

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工業技術與資訊月刊

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奈米孔排序

Amanda Schaffer

簡易直接的DNA分析,可望使基因檢驗成為例行性作業。

牛津奈米孔公司(Oxford Nanopore)展示能夠直接讀取去氧核糖核酸鹼基(DNA bases)的商用機型,這種技術以更快、更便宜而且相當便利的方式進行基因體排序。將來醫生執行基因檢驗,會和他們指示進行核磁共振造影(MRI)或血球計數那樣,都變成例行性作業,進而開啟個人化醫療的時代。

奈米孔公司生產的裝置不需要擴增DNA,或者使用昂貴的試劑,而是將一股DNA穿經薄膜上形成的蛋白質孔。電流會流經這個孔,不同的DNA鹼基會以不同的方式干擾電流,機器便能以電子方式讀取排序。

近年來,其他的排序技術也變得更快、更便宜,但他們大多使用螢光試劑以確認鹼基,或者需要切開DNA分子和擴增片段。奈米孔公司的技術比較簡單,而且能避免有錯誤悄悄潛入這些步驟。

由於能夠直接讀取DNA分子,也表示基因體比較長的片段能夠一次讀取。因此研究員能更容易看到基因易位(translocations)等大型型態,也就是一大塊DNA從基因體的某個部分移到另一部分,以及拷貝數的變異(copy number variation;指DNA排序重複數次或更多次)。易位被認為是各種癌症形式和其他疾病的根本原因,拷貝數變異則和多種神經與發展障礙有關。

奈米孔公司報告,它能夠讀取約4.8萬個鹼基長的DNA片段。「這是到目前為止,任何人宣稱能讀到的最長DNA片段。」全國人類基因體研究院(National Human Genome Research Institute)技術發展計畫主任傑佛里‧施洛斯(Jeffery Schloss)說。

奈米孔的新產品系列將在今年後半開始出貨,包括一種微型可攜式裝置,大約兩疊卡片的大小,可以直接插進電腦的USB槽,並能檢測少量DNA排序。另一種比較大的桌上型機器,能夠處理較多的DNA排序;另一組機器則用於排序完整的基因體。雖然奈米孔公司尚未宣布桌上型機器的訂價,但可攜式機型價格可能低於900美元。這種裝置將在許多場合中,更容易讀取數量有限的DNA,包括在遠距診所或食品加工廠,讓檢驗人員監控危險的細菌毒株所造成的汙染。

創新人物
牛津奈米孔(Oxford Nanopore),英國牛津

技術
用電子方式讀取DNA長股,可望使基因體排序成為例行性的醫療程序。

其他著名的創新者
1. 完全基因(Complete Genomics),加州山景市
2. 生命科技(Life Technologies),紐約州大島(Grand Island)
3. 伊魯米納(Illumina),加州聖地牙哥



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