David Klenerman und Shankar Balasubramanian (Twitter/@ ChemCambridge)
Die Chemiker der Universität Cambridge, Shankar Balasubramanian und David Klenerman, wurden am Dienstag zu den Gewinnern des Millennium Technology Prize 2020 erklärt, eines renommierten globalen Wissenschafts- und Technologiepreises Ausgezeichnet für die Entwicklung revolutionärer Sequenzierungstechniken, was bedeutet, dass DNA jetzt in superschnellen Zeiten gelesen werden kann.
Der Preis, der seit 2004 von der Technology Academy Finland (TAF) in zweijährigen Abständen verliehen wird, als Sir Tim Berners-Lee für seine Entdeckung des World Wide Web geehrt wurde, um die umfassenden Auswirkungen von Wissenschaft und Innovation auf das Wohl der Gesellschaft hervorzuheben ist 1 Million Euro wert.
Sir Balasubramanian, ein in Indien geborener britischer Professor für medizinische Chemie, und Sir Klenerman, ein britischer biophysikalischer Chemiker, erfanden gemeinsam die Solexa-Illumina Next Generation DNA Sequencing (NGS) -Technologie, die eine schnelle, genaue, kostengünstige und großtechnische Technologie ermöglicht Genomsequenzierung, der Prozess der Bestimmung der vollständigen DNA-Sequenz des Aufbaus eines Organismus, der sich im Kampf der Menschheit gegen die COVID-19-Pandemie als entscheidend erweist.
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Das Duo war Mitbegründer der Firma Solexa, um die Technologie der Welt breiter zugänglich zu machen.
“Dies ist das erste Mal, dass wir einen internationalen Preis erhalten, der unseren Beitrag zur Entwicklung der Technologie würdigt, aber nicht nur für uns, sondern für das gesamte Team, das a gespielt hat.” Schlüsselrolle bei der Entwicklung der Technologie und für alle, die uns auf unserer Reise inspiriert haben, & # 8221; Die siegreichen Wissenschaftler sagten in einer gemeinsamen Erklärung:
Der Präsident der Republik Finnland, Sauli Niinisto, der der Patron des Preises ist, überreichte den Wissenschaftlern den Preis in einer virtuellen Zeremonie am Dienstag.
Die Bekanntgabe der Auszeichnung 2020 wurde aufgrund der COVID-19-Pandemie verzögert.
In der Zwischenzeit wird die Technologie verwendet, um die neuartigen viralen Mutationen des Coronavirus zu verfolgen und zu untersuchen, was ein weltweit wachsendes Problem darstellt.
& # 8220; Das zukünftige Potenzial von NGS ist enorm und die Nutzung der Technologie steckt noch in den Kinderschuhen & # 8221; sagte Paivi Torma, Akademieprofessor und Vorsitzender des Millennium Technology Prize Committee.
& # 8220; Die Technologie wird ein entscheidendes Element bei der Förderung einer nachhaltigen Entwicklung durch Personalisierung der Medizin, Verständnis und Bekämpfung von Todeskrankheiten und damit sein Verbesserung der Lebensqualität. Professor Balasubramanian und Professor Klenerman sind würdige Gewinner des Preises & # 8221; sagte Prof. Torma.
Der Preis für 2020 ist das erste Mal, dass mehr als ein Empfänger für dieselbe Innovation ausgezeichnet wurde, um die Bedeutung der Zusammenarbeit zu würdigen.
Professorin Marja Makarow, Vorsitzende der Technischen Akademie Finnland, sagte: & # 8220 Die Zusammenarbeit ist ein wesentlicher Bestandteil der Sicherstellung positiver Veränderungen für die Zukunft. Next Generation Sequencing ist das perfekte Beispiel dafür, was erreicht werden kann, wenn Teamwork und Personen mit unterschiedlichem wissenschaftlichen Hintergrund zusammenkommen, um ein Problem zu lösen. & # 8221;
& # 8220; Die von Professor Balasubramanian und Professor Klenerman entwickelte Technologie hat auch eine Schlüsselrolle bei der Entdeckung der Sequenz des Coronavirus gespielt, die wiederum die Schaffung der Impfstoffe ermöglichte, die selbst ein Triumph für die grenzüberschreitende Zusammenarbeit waren half bei der Identifizierung neuer Varianten von COVID-19, & # 8221; Sagte Makarow.
Die erfolgreiche Arbeit hat zur Entwicklung mehrerer Impfstoffe beigetragen, die jetzt weltweit verabreicht werden, und ist entscheidend für die Entwicklung neuer Impfstoffe gegen neue gefährliche Virusstämme. Die Ergebnisse werden auch verwendet, um zukünftige Pandemien zu verhindern.
Das Internationale Auswahlkomitee, das Expertengremium, das alle Nominierungen für den Preis bewertet, wies jedoch darauf hin, dass es seine Entscheidung bereits im Februar 2020 getroffen hatte die weltweite Ausbreitung der COVID-19-Pandemie.
Die Technologie ermöglicht es Wissenschaftlern und Forschern auch, die zugrunde liegenden Faktoren bei Personen zu identifizieren, die zu ihrer Immunantwort auf COVID-19 beitragen.
Diese Informationen sind wichtig, um den Grund zu ermitteln, warum manche Menschen viel schlechter auf das Virus reagieren als andere. Die Ergebnisse dieser Studien werden von unschätzbarem Wert sein, um zu verstehen, wie die Wahrscheinlichkeit minimiert werden kann, dass Menschen übertriebene Entzündungsreaktionen entwickeln, von denen nun angenommen wird, dass sie für einige der Symptome von COVID-19 verantwortlich sind.
Die erfolgreiche NGS-Technologie hatte und hat einen enormen transformativen Einfluss auf die Bereiche Genomik, Medizin und Biologie. Ein Maß für das Ausmaß des Wandels ist, dass es im Vergleich zur ersten Sequenzierung des menschlichen Genoms eine millionenfache Verbesserung von Geschwindigkeit und Kosten ermöglicht hat.
Das Preiskomitee weist darauf hin, wie im Jahr 2000 die Sequenzierung durchgeführt wurde von einem menschlichen Genom dauerte über 10 Jahre und kostete mehr als eine Milliarde Dollar.
Heute kann das menschliche Genom an einem Tag zu einem Preis von 1.000 USD sequenziert werden, und dank der von den Professoren Balasubramanian und Klenerman gemeinsam erfundenen Technologie werden jedes Jahr mehr als eine Million menschliche Genome im Maßstab sequenziert. Dies bedeutet, dass die Welt Krankheiten viel besser und viel schneller verstehen kann.
Die Fähigkeit der NGS-Methode, Milliarden von Fragmenten parallel zu sequenzieren, macht die Technik schnell, genau und sehr kosteneffizient. Die Erfindung von NGS wurde als revolutionärer und neuartiger Ansatz zum Verständnis des genetischen Codes in allen lebenden Organismen beschrieben.
Im Bereich Krebs wird NGS zur Standardanalysemethode für die Definition einer personalisierten therapeutischen Behandlung. Zusätzlich zu medizinischen Anwendungen hat NGS auch einen großen Einfluss auf die gesamte Biologie gehabt, da es die eindeutige Identifizierung von Tausenden von Organismen in nahezu jeder Art von Probe ermöglicht.
Die NGS-Methode beinhaltet die Fragmentierung von Proben-DNA in viele kleine Stücke, die auf der Oberfläche eines Chips immobilisiert und lokal verstärkt werdenJedes Fragment wird dann Base für Base auf dem Chip unter Verwendung von fluoreszenzfarbenen Nukleotiden decodiert, die von einem Enzym hinzugefügt werden. Durch Detektion der farbcodierten Nukleotide, die an jeder Position auf dem Chip eingebaut sind, mit einem Fluoreszenzdetektor und hundertmaliges Wiederholen dieses Zyklus ist es möglich, die DNA-Sequenz jedes Fragments zu bestimmen. Die gesammelten Daten sind Anschließend mit einer hoch entwickelten Computersoftware analysiert, um die vollständige DNA-Sequenz aus der Sequenz all dieser Fragmente zusammenzusetzen.
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