Эксперты РНИМУ представили первый отечественный секвенатор на основе полупроводниковой детекции
В рамках X Международного форума технологического развития «Технопром-2023» состоялись лекция и мастер-класс от РНИМУ им. Н.И. Пирогова Минздрава России на тему «Первый отечественный NGS-секвенатор на основе полупроводникового принципа детекции». Лектором выступил Иван Сергеевич Осадчий – руководитель направления по созданию полупроводниковых секвенаторов Передовой инженерной школы Университета.
«С самого начала работы выставки многие подходили к нашему стенду и спрашивали: «А что же именно делает ваш прибор? Для чего он нужен? И где применяется?» Именно ответам на эти самые частые вопросы я хотел посвятить свою лекцию», – поделился И.С. Осадчий.
Секвенирование – перевод последовательностей нуклеотидов ДНК в цифровой вид. Молекула ДНК состоит из четырех типов нуклеотидов, при этом их количество и последовательность могут исчисляться миллиардами. Для некоторых живых организмов это может быть несколько тысяч нуклеотидов, а вот для ДНК человека – несколько миллиардов. Задача ученых при секвенировании – получить последовательность букв, которыми обозначают нуклеотиды, чтобы затем они могли алгоритмически данную информацию обрабатывать, находить аномалии. Например, при секвенировании можно изучить ДНК вирусов и создавать вакцины. Также это инструмент для персонализированной медицины, для изучения онкологии, диагностики эмбрионов и многого другого.
Технология начала создаваться еще в 1970-х. В 2000 году провели первый масштабный тест по секвенированию полного генома человека – это была очень сложная техническая задача. Более сотни ученых приняли участие в проекте. Одним из главных результатов исследования стало осознание того, что секвенатор можно применять в медицине, науке. Это событие считается стартом гонки таких технологий. Одной из главных задач при производстве было, конечно же, стремление к удешевлению стоимости самого процесса секвенирования, а значит к его большей доступности для широкого применения.
«На текущий момент выделяют три поколения методов секвенирования. Первое – метод Сэнгера, то, с чего начиналось секвенирование. Второе поколение, NGS, – это довольно успешные попытки производителей выйти на массовый рынок. Третье – пока развиваемые технологии одномолекулярного секвенирования, – отметил Иван Сергеевич. – Наш секвенатор относится ко второму поколению… При присоединении нуклеотида к цепочке ДНК выделяется ион водорода. Он изменяет pH. По выделению ионов водорода и уровню pH мы можем записать и воспроизвести ту последовательность нуклеотидов, которая была на наносимой пробе. Для детектирования pH используется полупроводниковый сенсор».
По завершении лекции все желающие смогли увидеть первый отечественный секвенатор на основе полупроводниковой детекции в действии. И.С. Осадчий вместе с инженером отдела медицинского приборостроения и разработки медицинских изделий Передовой инженерной школы РНИМУ им. Н.И. Пирогова. П.Н. Теслей запустили деморежим, который позволил посмотреть реакцию сенсора на подачу разных растворов.
Фото: пресс-служба РНИМУ им. Н.И. Пирогова