Вопросы о фауне
В эпоху COVID-19 портативные геномные секвенаторы Oxford Nanopore уже использовались в 82 странах мира. Эти устройства являются одним из методов, которые будут применяться для сбора данных для Интернета живых существ.
Интернет живых существ («IoLT») — это концепция, которая соединяет живые организмы, такие как люди, животные и растения, с Интернетом, обеспечивая обмен данными и информацией. Эта концепция является расширением Интернета вещей («IoT»), который фокусируется на соединении устройств и объектов.
Вкратце, IoLT позволяет осуществлять мониторинг биологических функций в режиме реального времени, таких как жизненно важные показатели, генетические данные и факторы окружающей среды. Собранные данные анализируются для получения информации о биологическом состоянии организма, что позволяет выявлять заболевания на ранней стадии и предоставлять персонализированную медицинскую помощь.
Данные передаются в облако, где к ним могут получить доступ и проанализировать медицинские работники, исследователи и другие лица. Биологическое состояние организма становится продолжением интернета, позволяя создавать новые знания о природных системах.
Примеры того, как Интернет технологий будет собирать данные, включают:
Носимые датчики, такие как фитнес-трекеры, которые могут отслеживать жизненно важные показатели и передавать данные в облако для анализа.
«Умные» контактные линзы — это контактные линзы со встроенными датчиками, которые могут отслеживать уровень глюкозы и передавать данные в облако для управления диабетом.
Портативные геномные секвенаторы — это портативные устройства, способные секвенировать ДНК и передавать данные в облако для генетического анализа.
Биокиберинтерфейсы с подключением к интернету — это биокиберинтерфейсы, которые могут соединять живых с интернетом, позволяя контролировать их поведение и взаимодействовать с окружающей средой.
Тема данной статьи — портативные геномные секвенаторы, в частности, устройства, разработанные компанией Oxford Nanopore Technology.
В 2015 году, 9 лет назад, когда Клайва Брауна, технического директора Oxford Nanopore Technology, спросили о вероятности появления портативных секвенаторов ДНК , он ответил: «Это уже реальность. Технология сейчас находится на стадии оптимизации и будет только совершенствоваться. Если вы спрашиваете, как скоро она появится в клинике, то, я думаю, это другой вопрос, но сначала она будет применяться во многих других неклинических областях».
По словам Брауна, секвенатор ДНК, о котором он говорил, — это MinION от Oxford Nanopore. Любой живой организм или система живых организмов могут быть подключены к интернету через MinION или любые другие подобные устройства для считывания ДНК в режиме реального времени.
«Здравоохранение — это лишь одно из применений [ ]; точно так же источники воды, запасы продовольствия, качество воздуха в больницах и многие другие системы могут часто отбираться пробы и анализироваться в последовательном режиме, что также позволяет отслеживать, анализировать и прогнозировать их состояние», — сказал Браун.
Несколько лет спустя, в 2019 году, в статье, опубликованной в журнале International Defence, Security and Technology («IDST»), устройство MinION было описано как компактное, размером с USB-накопитель и простое в использовании. «Компания Oxford Nanopore разработала интеллектуальную облачную лабораторию Metrichor, предназначенную для хранения геномных данных в сочетании с приложениями для смартфонов, которые интерпретируют значение последовательностей ДНК. Исследователи по всему миру теперь используют карманные геномные секвенаторы для быстрого обнаружения устойчивых патогенных штаммов в больницах, а также для диагностики инфекционных агентов в пищевых продуктах и на борту космических кораблей », — писали в IDST.
В начале 2020 года технология Oxford Nanopore была использована для мониторинга вспышки коронавируса .
В следующем году газета Financial Times опубликовала статью, в которой говорилось, что «пандемия» COVID-19 сделала компанию Oxford Nanopore известной.
Пандемия прославила компанию Oxford Nanopore.Financial Times, 8 ноября 2021 г.В сентябре 2021 года, в разгар пандемии COVID-19, компания провела первичное размещение акций на Лондонской фондовой бирже, достигнув рыночной капитализации в 3,5 млрд фунтов стерлингов, что сделало ее третьей по величине биотехнологической компанией, вышедшей на биржу в этом году.Секвенирование с помощью нанопор превратило геномное секвенирование в децентрализованную коллективную работу в режиме реального времени, способную спасать жизни.
Поэтому, когда в прошлом году вспышка COVID-19 была объявлена пандемией, запатентованная технология компании из Оксфорда оказалась незаменимой. Эти устройства сыграли важную роль в выявлении и отслеживании распространения вариантов COVID-19 в 85 странах и секвенировали около 18 процентов всех геномов коронавирусов в мире.
Основными клиентами компании являются университеты и лаборатории, проводящие научные исследования, но она надеется, что всплеск, вызванный COVID-19, поможет отрасли продвинуться в направлении прикладной геномики или «глобального интернета живых существ» — сетей биологических датчиков, работающих в режиме реального времени, которые можно использовать в больницах, фармацевтике, обеспечении безопасности пищевых продуктов и воды, а также в сельском хозяйстве, — стоимость которых, по ее словам, может достигать десятков миллиардов фунтов стерлингов.
Интернет вещей (IoLT), также называемый Интернетом тел, представляет собой набор сетей, включающих носимые датчики, такие как фитнес-браслеты, интеллектуальные имплантаты внутри и снаружи нашего тела, интерфейсы «мозг-компьютер» и портативные секвенаторы ДНК, которые подключены к интернету и передают информацию в облако, — говорится в статье IDST 2019 года. Далее в статье отмечается:
Интернет живых существ (IoLT), или «Интернет тел», призван спасать жизни и улучшать здоровье, но при этом порождает новые проблемы кибербезопасности и конфиденциальности.Международная конференция по обороне, безопасности и технологиям, 10 апреля 2019 г.Все модели Apple Watch могут отслеживать сердечный ритм, а новые Apple Watch Series 4 также могут делать электрокардиограмму — точно так же, как в больнице, — чтобы предоставить вашему врачу подробную информацию о состоянии здоровья сердца.
В будущем компьютеры станут настолько крошечными, что их можно будет вживлять под кожу, имплантировать в тело или интегрировать в контактную линзу и прикреплять к глазному яблоку. Гаджеты, такие как смартфоны, умные часы, очки дополненной реальности, шлемы виртуальной реальности и множество других устройств, объединят человека и интернет. Эти устройства с поддержкой Wi-Fi сделают возможным то, что всё, что вы можете делать сейчас с помощью телефона, через несколько десятилетий можно будет делать взглядом или жестами.
Встроенные микрочипы будут отслеживать все функции организма, контролируя наше здоровье, предотвращая или леча болезни, и, возможно, даже продлевая жизнь. Разрабатываются «умные» контактные линзы для мониторинга уровня глюкозы, которые могут избавить людей с диабетом от ежедневного измерения уровня сахара в крови.
В статье IDST далее описываются некоторые проблемы конфиденциальности, безопасности и кибербезопасности, связанные со слиянием человека и машины. Вы можете прочитать их полную статью ЗДЕСЬ .
О компании Oxford Nanopore Technology
Oxford Nanopore Technologies — британская компания, занимающаяся разработкой и продажей продуктов для нанопорового секвенирования, предназначенных для прямого электронного анализа отдельных молекул. Компания была основана в 2005 году как дочернее предприятие Оксфордского университета Хаганом Бейли, Гордоном Сангерой и Спайком Уиллкоксом при первоначальном финансировании от IP Group.
Технология компании использует нанопоры для секвенирования молекул ДНК и РНК в режиме реального времени, что позволяет проводить быстрое и портативное секвенирование. Устройства MinION и PromethION портативны и могут использоваться в различных условиях, включая полевые и клинические исследования, для геномики, синтетической биологии, транскриптомики, а также судебно-медицинской и клинической диагностики.
Геномика — это секвенирование целых геномов. Транскриптомика — это секвенирование молекул РНК, позволяющее исследователям изучать экспрессию и регуляцию генов. Синтетическая биология — это проектирование и конструирование новых биологических систем, таких как синтетические геномы. Список применений нанопор Оксфордского университета можно посмотреть ЗДЕСЬ .
На сайте Oxford Nanopore утверждается , что их технология «позволяет анализировать что угодно и где угодно». Под «чем угодно» они подразумевают практически весь природный мир.
«Научные исследователи используют эту платформу для решения реальных задач, отвечая на вопросы о биологии людей, растений, животных, патогенов и окружающей среды. Она также все чаще применяется в прикладных областях, таких как здравоохранение и безопасность пищевых продуктов», — заявляет компания Oxford Nanopore .
Как работает технология Oxford Nanopore?
Нанопоровое секвенирование использует уникальный метод считывания последовательностей ДНК или РНК в режиме реального времени, без необходимости амплификации или подготовки.
«[Oxford Nanopore] — единственная технология секвенирования, которая предлагает анализ в реальном времени (для быстрого получения результатов) в полностью масштабируемых форматах от карманного до популяционного уровня, которая может анализировать нативную ДНК или РНК и секвенировать фрагменты любой длины для получения коротких и сверхдлинных прочтений», — говорится на веб-сайте Oxford Nanopore .
