Живое железо

Илья Разумов

Спецвыпуск: Хакер, номер #055, стр. 055-072-3

Биочипы

Как ты уже понял, на пути создания биокомопьютеров теоретически стоит всего одна, но крайне сложная задача - освоить генетические манипуляции, а точнее понять то, как формируется пространственно-временная структура биосистем. Все, чего смогло добиться человечество на сегодняшний день, расшифровав генетический код, это понять, как синтезируются белки. А переход от микроструктуры генетического кода к макроструктуре биологических систем так и остался тайной за семью печатями. Чтобы ты более явно ощутил всю масштабность проблемы, можно отметить, что по последним данным у человека насчитывается почти 40 тысяч генов!

В результате поиска путей для понимания этих процессов ученые создали специальную анализирующую матрицу, которую потом назвали биочипом, основные обязанности которого - получение информации о состоянии всех генов организма. Технологию создания биочипа опишу подробнее, потому что это увлекательно и познавательно.

Для начала скажу, что при изготовлении биологических чипов используются практически те же самые роботы, что и при производстве микросхем. Первым происходит процесс, который называется апмлификацией и с помощью которого создается множество копий молекул ДНК каждого типа. Затем полученный генетический материал наносится на специально стекло в определенную точку, и в результате химического процесса, называемого иммобилизацией, закрепляется на стекле. После обработки полученной биопластинки ультрафиолетом между стеклом и молекулой ДНК образуются химические связи. Фактически выделяется смесь продуктов работы генов, а собственно вся цель метода и состоит в получении информации и о том, продукты каких конкретно генов появляются в заранее заданных условиях. Напомню, что смесь продуктов работы генов есть не что иное, как РНК различных типов. Так вот после облучения молекулы каждого типа РНК связываются лишь с одним единственным типом молекул на биочипе. Молекулы, не образовавшие химических связей, беспощадно смываются с чипа, а определение образовавшихся "пар" осуществляется с помощью контрольной РНК, помеченной специальными красителями. Дальше все просто :-). Биочип сканируют лазером, гены на стекле дают разные по интенсивности сигналы, таким образом и складывается общая картина. Далее полученную информацию пытаются проанализировать с помощью технологий кластерного анализа: гены, дающие в одинаковых условиях одинаковый сигнал, объединяются в группы (кластеры), и уже на основании кластеров генов строится биологический характер.