Tehnologia PacBio

genetica și genomica | limbajul vieții
Ared
Distribuie:

Povestea PacBio începe la Cornell University, unde Jonas Korlach și Stephen Turner au pornit de la o întrebare ambițioasă: cum ar putea fi observată, în timp real, activitatea unei singure molecule de ADN polimerază, enzima care copiază ADN-ul?


Din această idee s-a născut tehnologia zero-mode waveguide, sau ZM, un godeu microscopic atât de mic încât lumina este limitată la un volum extrem de redus, de ordinul zeptolitrilor (10 la puterea -21). În acest spațiu minuscul, sistemul poate urmări activitatea unei singure molecule de ADN polimerază, fără ca restul moleculelor fluorescente din soluție să fie luminate și să producă un semnal de fundal puternic.

Acesta este principiul tehnologiei PacBio SMRT, adică Single Molecule, Real-Time sequencing: secvențiere în timp real, la nivel de moleculă unică. În timpul secvențierii, polimeraza copiază ADN-ul adăugând nucleotidele A, C, G și T. Fiecare nucleotidă are un semnal fluorescent diferit, iar sistemul transformă succesiunea impulsurilor luminoase într-o secvență genetică.

Un aspect foarte interesant al tehnologiei PacBio este că, în timp ce citește secvența ADN, sistemul observă și felul în care polimeraza lucrează. Aceasta se numește cinetica polimerazei: ritmul cu care enzima adaugă nucleotidele, cât durează fiecare semnal luminos și cât timp trece între două incorporări succesive. Acest detaliu este important deoarece ADN-ul nu conține doar informația scrisă în literele A, C, G și T. Pe ADN pot exista și grupări metil atașate, care nu schimbă nucleotidele, dar pot influența modul în care genele sunt reglate. Metilarea este o formă de informație epigenetică: nu modifică secvența ADN, dar poate afecta felul în care aceasta este citită și folosită de celulă.

Din această combinație de biologie, optică și nanofabricare s-a născut Pacific Biosciences, cunoscută astăzi ca PacBio. Tehnologia PacBio permite citirea unor fragmente lungi de ADN, de obicei în intervalul 10-25 kilobase sau mai mult, în funcție de probă și aplicație. Aceste citiri lungi sunt ca niște piese mari de puzzle: ajută la reconstruirea mai corectă a genomului și la analizarea regiunilor repetitive, complexe sau greu accesibile prin metodele short-read.

Un avantaj important este că PacBio HiFi combină lungimea citirilor cu o acuratețe foarte ridicată. Fragmentele de ADN sunt transformate în molecule SMRTbell, care permit polimerazei să citească aceeași moleculă de mai multe ori. Din aceste citiri repetate, software-ul incorporate în instrument construiește o secvență consens foarte precisă, numită HiFi read.

La scara mea de acțiune, de când lucrez la PacBio, am avut ocazia să întâlnesc cercetători din toată Europa și să văd cât de multiple sunt aplicațiile acestei tehnologii. În genomica umană, secvențierea HiFi poate ajuta la elucidarea unor regiuni greu accesibile ale genomului, la înțelegerea bolilor rare și a cazurilor genetice complexe, precum și la identificarea unor tipuri de variație genetică ce pot rămâne invizibile prin metode mai limitate.

Dar PacBio nu este doar o tehnologie pentru genomul uman. Este o platformă de descoperire pentru toate științele vieții. Poate fi folosită pentru a studia microorganismele care trăiesc în intestinul unei musculițe mediteraneene, bacteriofagii (virușii care infectează bacterii) din microbiomul uman, microorganismele de pe fundul lacurilor sau din zone cu ape reziduale, microorganisme din sol, dar și genomuri de plante precum trandafirul, exponate din muzee de știință naturală sau chiar ecosisteme intregi.

Pentru mine, aceasta este una dintre cele mai frumoase dimensiuni ale tehnologiei PacBio: capacitatea de a face vizibil ceea ce înainte era greu sau imposibil de citit. Fie că vorbim despre genomul unui pacient cu o boală genetică rară, despre un microorganism necunoscut dintr-un ecosistem îndepărtat sau despre diversitatea genetică a unei specii importante pentru agricultură, secvențierea long-read de înaltă acuratețe ne ajută să vedem cu mai multă claritate arhitectura ascunsă a vieții.


  • Vezi mai multe articole ale autoarei – AICI


 

Categorie: Științe
Etichete: ADN
Distribuie:
Krak
Articolul anterior
NOBEL 2025 | CHIMIE | Susumu Kitagawa, Richard Robson și Omar M. Yaghi „pentru dezvoltarea cadrelor metalo-organice”

Lasă un răspuns

Adresa ta de email nu va fi publicată. Câmpurile obligatorii sunt marcate cu *

Fill out this field
Fill out this field
Te rog să introduci o adresă de email validă.

UAV
ULTIMELE ȘTIRI

Jandarmii arădeni au intervenit pentru stingerea unui incendiu izbucnit la un garaj în proximitatea Serviciului Județean de Ambulanță Arad

0
Duminică, 16 august 2026, în jurul orei 11:30, prin Sistemul Național Unic pentru Apeluri de Urgență 112 a fost semnalat un incendiu izbucnit în zona unui garaj aflat în apropierea gardului Serviciului Județean de Ambulanță Arad. În urma apelului de urgență, la fața locului s-a deplasat, un echipaj din cadrul Detașamentului 1 Jandarmi Mobil al Inspectoratului de Jandarmi Județean Arad, jandarmii arădeni fiind primii care au ajuns la fața locului. Din primele verificări, incendiul ar fi izbucnit ca urmare a aprinderii unor cartoane aflate în zona garajului. incendiu_garaj SAJ Arad „Pentru limitarea și stingerea incendiului, jandarmii au intervenit imediat, utilizând…

Încăierare în centrul Aradului, în seara Sfintei Marii | Au fost implicați 11 bărbați, din care 6 au fost transportați la spital

0
Încăierarea a avut loc în seara de 15 august, în jurul orei 23:30, pe Bulevardul Revoluției din municipiul Arad. Polițiștii Biroului de Investigații Criminale au fost sesizați despre o altercație între mai multe persoane, s-au prezentat la fața locului și au identificat 11 bărbați implicați în bătaia generală, din care 6 au fost transportați la spital. Pe numele a zece dintre ei se va dispune măsura reținerii pentru 24 de ore.  „Din cercetări a reieșit că 11 bărbați, cu vârste cuprinse între 16 și 42 de ani, pe fondul unui conflict, s-ar fi lovit reciproc, cu pumnii și picioarele, în…

ACTUALIZARE 2 | Victima exploziei urmată de incendiu din incinta CTP Arad a decedat la spital

3 comentarii
ACTUALIZARE 2, 16 august | Victima exploziei a decedat la spital Bărbatul de 57 de ani, rănit grav în explozia produsă joi, 13 august, în incinta Companiei de Transport Public Arad, a murit sâmbătă dimineață, la spital. După internare, acesta fusese transferat la Secția de Anestezie și Terapie Intensivă, însă medicii nu au mai putut să-i salveze viața.  Bărbatul era angajat al Companiei de Transport Public Arad de 15 ani. Inspectoratul Teritorial de Muncă Arad a deschis o anchetă pentru stabilirea împrejurărilor în care s-a produs accidentul și pentru a verifica dacă au fost respectate normele de securitate și sănătate în…

ACTUALIZARE | Cultură de canabis pe malul Mureșului, la Lipova | Cei doi bărbați, prinși în flagrant îngrijind plantele, au fost arestați preventiv

0
Cultura de canabis (101 plante de canabis, aflate în diverse stadii de dezvoltare) a fost descoperită pe malul Mureșului, la Lipova. Polițiștii Serviciului de Combatere a Criminalității Organizate Arad, împreună cu procurorii Direcției de Investigare a Infracțiunilor de Criminalitate Organizată și Terorism – Biroul Teritorial Arad, au documentat activitatea infracțională a doi bărbați, cercetați pentru săvârșirea infracțiunii de trafic de droguri de risc. La domiciliile acestora s-au efectuat percheziții. Conform anchetatorilor, pe parcursul anului 2026, cei doi ar fi înfiinţat, pe malul râului Mureș, în extravilanul localității Lipova, o cultură outdoor de canabis, destinată comercializării. Astfel, în dimineața de 14…

ACS Sport Competition pregătește două evenimente sportive importante în județul Arad

0
Toamna anului 2026 aduce două evenimente importante în calendarul sportiv arădean, organizate de ACS Sport Competition: Arad MTB Trophy, ajuns la ediția a VII-a, și Together Run Arad, un nou proiect dedicat alergării, comunității și implicării sociale. Cele două evenimente fac parte din direcția prin care ACS Sport Competition își propune să dezvolte competiții sportive organizate la standarde cât mai ridicate, în care experiența participanților, calitatea organizării și impactul în comunitate să fie prioritare. Arad MTB Trophy – ediția a VII-a Pe 3 octombrie 2026, Cetatea Șiria va deveni din nou punctul de întâlnire al pasionaților de mountain bike, odată…

Licitațiile pentru locurile de parcare de reședință din municipiu se vor relua începând cu luna septembrie

0
S.C. RECONS S.A. – Serviciul Parcări de Reședință informează cetățenii că licitațiile pentru locurile de parcare de reședință se vor relua începând cu luna septembrie, în mod etapizat. Având în vedere că luna august este o perioadă în care multe persoane se află în concediu, precum și faptul că activitatea Oficiului de Cadastru a fost afectată în ultima perioadă, s-a stabilit reluarea licitațiilor începând cu luna septembrie. Calendarul licitațiilor este deja stabilit, acestea urmând să se desfășoare pe parcursul lunilor septembrie și octombrie. În această perioadă vor fi scoase la licitație toate locurile de parcare disponibile, din toate zonele, în…
veterinar arad
DE LA ACELAȘI AUTOR

Despre vaccinuri

0
De la descoperirea vaccinurilor în 1798 de către un medic englez (Edward Jenner) cu ocazia unei epidemii de variolă, s-au salvat multe milioane de vieți. O sută de ani mai târziu, Louis Pasteur a descoperit vaccinurile împotriva holerei, antraxului și rabiei, stabilind principiile cheie ale vaccinării: slăbirea virulenței agenților patogeni și folosirea lor pentru a stimula sistemul imunitar al unui organismului neinfectat, fără a declanșa boala. Tot pe atunci au apărut și vaccinurile împotriva ciumei, holerei și febrei tifoide.

Genetica și Genomica | Limbajul Vieții, Tehnologiile Viitorului și Rolul Uman în Descifrarea ADN-ului (Partea I)

0
Genetica este ca o carte de rețete pentru viață, scrisă într-un limbaj codat numit ADN. Indiferent dacă ești om, pisică, copac sau virus, această carte conține instrucțiuni precise – ca niște rețete – care spun fiecărei celule ce ingrediente să folosească și cum să le combine pentru a crește, a funcționa și a se reproduce.
Secret Link