単一分子技術のリーダー
入手可能な配列の感度、速度、サイズの限界にもかかわらず、PNASに記載された新しい配列決定方法は新規であり、彼の技術への投資について教授に近づいたベンチャーキャピタリストの目を引くのに十分な約束を示した。 長年のスタッフと研究の上級ディレクターであるティモシー・ハリス博士によると、ベンチャー投資家は通常、アプローチしていないベンチャー投資家が望んでいた技術については何かがあったに違いない科学者たち、 それは別の方法です！
PNAS出版物は2003年4月1日に公開され、新会社の資金調達は2003年12月19日に開始され、2004年1月2日にHelicosは5人の従業員とともに開かれました。測定科学と単一分子技術の専門家。 ヘリコスは現在、米国ケンブリッジにあり、2ラウンドの投資資金調達の後、2007年5月27日のIPO時点でナスダック：HLCSの下で公開されています。
Helicosは、2008年4月のScience Magazineに記載されているように、M13ウイルスゲノムの配列決定で検証された真の単一分子配列決定（tSMS TM ）技術を専門とする遺伝子解析技術を専門としています。tSMS TMプラットフォームはHeliScope TM Single分子シーケンサー 。
ハリス博士によると、この特定のプロジェクトは2004年1月に開始され、2005年6月までにサイエンスペーパーに記載されている医学的に適切な配列であるM13ウイルスの配列決定に成功しました。
tSMS TMはどのように機能しますか？
約100〜200塩基対のDNA鎖を制限酵素を用いてより小さな断片に切断し、 ポリAテールを付加する。 次いで、短縮された鎖は、表面に結合した数十億のポリT鎖を有するHelicosフローセルプレートにハイブリダイズされる。 各ハイブリダイズした鋳型は、一度に配列決定される。 したがって、1回の実行当たりの数十億を読み取ることができます。 標識は、4つのヌクレオチド塩基のそれぞれについて、4サイクルからなる「クワッド」で行われる。 蛍光標識された塩基が添加され、機器内のレーザーが標識を照射し、どの鎖がその特定の標識された塩基を取り込んでいるかを読み取る。 次に、ラベルが切断され、次のサイクルが新しいベースで始まります。 フローセルを各塩基で処理した後（4サイクル）、クワッドは完全であり、新しいクワッドは最初のヌクレオチド塩基で再び始まる。
現在、HeliScope TMは約55塩基対の長さのDNA断片を読み取ることができます。 配列中の塩基が多いほど、サンプル中で使用できるストランドのパーセンテージが低くなります。ストランドの一部がプロセス中に伸長しなくなるためです。
20またはそれ以下の塩基の読み取りの場合、鎖の約86％を使用することができる。 より長い読み取り（55 +塩基対）では、このパーセンテージは約50％に低下する。
単一分子の利点
他のいくつかの企業は、ハイスループットのプラットフォーム、さまざまな試薬を同程度のコストで提供し、25〜40塩基対を短く読み取るために様々なシークエンシング技術を提供していますが、Helicosは、単一分子の読み取りを可能にするのに十分な感度を有する標識技術である。 他の方法では、配列決定の前にDNAを増幅し（ PCRを使用して）複数コピーを作成する必要があります。 これは、増幅中のポリメラーゼ酵素によるプロセシングエラーに起因する重大な程度の不正確さの可能性をもたらす。
2008年4月現在、HeliScope™は、1日あたり数十億塩基の塩基を配列決定することができると報告されています。
HelicosはPersonalized Medicine Coalitionのメンバーであり、 "$ 1000ゲノム"の助成金を受けています。 ある日の$ 1000のゲノムは、シーケンサーが時間当たりに数十億塩基を処理することを必要とする計画された目標です。 現在、プロトタイプシーケンサーはゲノム全体を同定するのに数年かかるだろう。これは1000ドルをはるかに超えるだろう。
tSMSTM技術の応用は、病気の原因、細菌の抗生物質抵抗性、ウイルスの強さなどを決定するためのヒトおよび他の種の遺伝的変異の検出を含む多くがあります。 遺伝子技術は、生存可能な非培養性微生物、または現行の方法による単離を禁止する土壌および他のマトリックス中に見いだされる微生物を検出するためにしばしば使用されるため、増幅せずに単一の遺伝子を検出する能力は環境微生物学において潜在的用途が多い。 さらに、環境試料の性質は、汚染問題のために、PCRを用いた遺伝子増幅の困難性を示すことが多い。 しかし、tSMSTMで使用されるポリメラーゼ酵素が干渉することなく機能するためには、これらの困難も克服されなければならない。
単分子シークエンシングの理論はかなり基本的なものであり、なぜ誰も以前にそれを考えなかったのだろうかと疑問に思うかもしれません。 それは簡単なことですが、そのようなプラットフォームの開発には多くの技術的コンポーネントが関わっており、新しい化学反応や試薬、プレート、ハイスループットリーダーの開発など、Helicosを忙しくするための多くの課題があります。 単一の基盤上の単一の標識の蛍光を検出する能力は高度に敏感な機器を必要とし、固定化された鋳型に適用され、標識されたときに干渉を最小限に抑え 、DNAポリメラーゼの忠実度を最適化するために、ヌクレオチド。 これらは、いつか1000ドルの1日のヒトゲノムを提供することを期待してこの技術を開発し続けているため、ヘリコスが直面している課題のいくつかです。