Pull to refresh

Comments 190

Как скучно я живу. Удачи, даже не знаю в чем, да во всем вообще. Ваша энергия пошла в нужном русле. как мне кажется. Это нереально круто. Ждем продолжения.
Какая стоимость б/у чипа? Или их можно пачками из урны доставать?
Когда ждать на алиэкспресс?
Вы просто хардкорный маньяк в лучшем смысле этого слова… так на раз-два отреверсить спаять спроектировать… это ж какой объём знаний в голове держать то надо?
Это при чтении так кажется, так как всё сжато. А вы внимательно посмотрите сколько у автора это заняло времени. Очень упорный труд, который достойно вознаградился. Уважаю.
Да даже у людей знакомых с квантовой механикой и микробиологией с микроэволюцией это всё равно звучит как «Сейчас мы возьмём кусок адамантия потрём его криптонитом, смажем электролитом из грузинских конденсаторов...» и тыды…
Мало того, ещё и жена «отвалилась» в процессе…
Как знать — оно может и к лучшему…
Бизнес на этом, продают «ген мухаммеда» и «ген еврея», притом один и тот же. Лет пять назад стало модно «ген национальности» продавать. Расценки удивительны, прайслисты. В последнее время стихло или не так рекламируется.

Кроме этих фейков можно как то практически применять?
Да. Начиная с 18 лет по обоюдному согласию вы можете использовать ДНК для саморепликации в гуманитарных масштабах.
Только когда репликант из мытого чипа получится негром с зелеными глазами, белыми волосами и ослиными ушами, не обижайтесь на автора.
Можете определить, ваши дети у жены или нет.
А потом производители отреверсенной железки его засудят… Патаму чта их права нарушелесь!!!
Либо использовать б/у как-то запретят
Если бы я был мудаком-копирастом, то я бы просто выжигал чип в оригинальном устройстве. Как минимум, проблему б/у это решит.
С учетом того, что чип отреверсили, вполне могут появиться китайские аналоги.
Эм. Реверс восстанавливает как бы только логическую схему. Для производства такого же чипа надо еще пилить и пилить — по затратам будет чуть меньше, чем с нуля разрабатывать. Если бы китайцы видели в этом смысл, они бы уже давно купили чип и скопировали его сами)
UFO just landed and posted this here
вот тоже интересное где брать все нужные ис?
Читая такие статьи чувствуешь себя тупым первобытным приматом.
Вот и у меня такие же ощущения.
Вы не пробовали через нейросеть пропускать данные?
Не могли бы поподробнее рассказать как формируются данные?
Что значит «прогнать через нейросеть»?
Сеть на что должна быть обучена? И каким образом?

Часто вижу эту фразу «попробуй прогнать через нейросеть». Каждый раз ощущение, что написавшией её сичтает нейросеть некой крутой универсальной штукой, которая автоматически выдаст интересный результат на любых исходных данных.
Это не так. Сеть должна быть обучена. И только тогда она может что-то анализировать.
Это не так. Сеть должна быть обучена. И только тогда она может что-то анализировать.

Не совсем так, можно просто скормить сети данные и она построит какие-то группы (задача кластеризации). Например, разделит долгожителей и остальных или тех у кого талант к музыки и у кого нет. Анализируя полученные группы в теории можно тоже получить интересные результаты.

Можно например скармливать сети как геном, так болезни, увлечения, профессии и таланты, в теории она может сама найти интересные связи, даже если ее ничему реально не учить, просто отдавать сырые данные (любые вплоть до любви к огурцам).

Кстати, удивительно что никто не пытается сети скарвливать все данные о челевеке и геном, чтобы посмотреть результат.
Необученная — это с коэфициентами от балды?
Честно говоря первый раз слышу, что случайные коэфициенты могут делать какую-то полезную работу.
Звучит как бред… Впрочем, не возьмусь утверждать. Пойду курить актуальные материалы.
Спасибо за правку.

Garbage in - garbage out
image
Обучение без учителя (самообучение, спонтанное обучение) — один из способов машинного обучения, при котором испытуемая система спонтанно обучается выполнять поставленную задачу без вмешательства со стороны экспериментатора. С точки зрения кибернетики, это является одним из видов кибернетического эксперимента. Как правило, это пригодно только для задач, в которых известны описания множества объектов (обучающей выборки), и требуется обнаружить внутренние взаимосвязи, зависимости, закономерности, существующие между объектами.

случайные коэфициенты могут делать какую-то полезную работу.

Они настраиваются, через определенное время они уже не случайны
А. Вот вы о чём. Ну так это просто один из способов обучения.
Ну так это просто один из способов обучения


В данном случае есть просто получает некий набор сырых данных, и должна найти какие-то связи, при этом ей не говорят что она должна искать и не показывают примеры. В данном случае это именно «прогнать через сеть данные». Она, конечно, должна обучиться (то есть иметь какой-то достаточно большой набор данных), но это просто вопрос статистики, так как машинное обучение иметь смысл при достаточной выборке.
Начнём с того, что этих данных у автора просто нет. Чтобы сделать то, о чём Вы пишете, надо иметь набор данных: Геном (3Гб), продолжительность жизни (т.е. брать геном надо у трупа), наличие таланта к музыке,… пр. И желательно на несколько сот тысяч человек. Ага. Автору пока есть чем заняться :-)
В данном случае, я отвечал не на предложение автору использовать машинное обучение, а на то что сети должны быть только «обученные» (то есть, что не может быть сети, которая обучится совсем сама).

К тому же, конечно ставить глобальные цели вроде расшифровки всего генома при такой выборки бессмысленно, а вот если делать много анализов генома у сотен больных с определенной генетической болезнью (например, если это требуется по работе) и у сотен здоровых людей, то всего лишь загнав данные в систему машинного обучения — есть шанс найти корреляции генов и данной болезни, что может быть полезным (даже при том что корреляция еще не означает следствия). То есть глобальные цели — так не достичь, а локальные на медицинскую статью — вполне можно.
UFO just landed and posted this here
Бренд занят — http://opendna.ai/, а идея давно не стартап — https://www.openhumans.org
UFO just landed and posted this here
Автору нужно из сигнала матрицы «фотокамеры» получить кусочки ДНК длиной 300 нуклеотидов — «риды». Здесь и речи не идет о получении целого ДНК человека. Хорошо если вирус получится прочитать за несколько заходов.
Нейросеть можно было бы обучить анализировать сигнал этой матрицы и собирать из них эти «риды», но для этого нужно точно знать, какой кусок ДНК там секвенируется априори для «обучения с учителем». И сделать скажем 10000 таких опытов с разными «точно известными» ридами, набрать базу обучения и тогда можно попробовать дать это нейросети.
Судя по описанию, что чтобы прочитать один (один!) нуклеотид одного рида нужно капать на матрицу реагент нужного типа, а потом его смывать (судя по описанной технологии PGM), потом капать другой… то в домашних условиях получить такую выборку не видится возможным.
Микропоры всё же эффективнее. И тоже отлично распараллеливаются.
Я имел ввиду, что можно пред очищать данные если я праельно понял то данных с чипа идет много часть из них повторяется часть из за того что чип не совсем хорошо очищен может быть искажена. И с помощью нейросетей которые хорошо работают с искаженными данными, попытаться их вытащить.

Для того чтобы развить свою мысль и попросил уточнить в каком виде приходят данные.
Что значит «прогнать через нейросеть»?

Пффф! Очень просто!
«Посмотреть в компьютере» же надо!
Мне кажется, вы не представляете какой там объем данных. Там SVM годы будет работать…
Вы сделали классическую работу целого советского НИИ в одиночку, очень круто. Единственная проблема в том, что надо сделать validation на большом количестве последовательностей чтобы быть уверенным в том, что полученные результаты достаточно точны. А когда и если вы решите эту проблему, то окажется, что сделанный прибор сильно устарел, и на рынке есть горздо более эффективные решения. Но проект замечательный!
Не согласен. На выходе НИИ была бы технология производства аналогов таких чипов в промышленных масштабах. А сейчас автор при всем к нему уважении, зависим от отходов коммерческих секвенаторов. Производители которых могут в любой момент сделать так, чтобы чипы нельзя было использовать повторно. Но к сожалению таков капитализм.
Чипы использовать повторно крайне чревато. В отличие от заправки картриджей косяки тут глазом увидеть невозможно.
Кто сказал глазом? Многократное промывание / тестирование.
Почему же? Многократное сравнение с результатами с нового чипа вполне себе даст понимание точности на БУ чипах при рассмотрении одинакового материала.
Ну ок, 2/3 работы — по спецификациям/схемам/послойным шаблонам сделать чип-клон таки намного проще, чем имея чип (без какой-либо обвязки) получить схему и разводку слоев, а также — протокол управления.
Вы слишком гипертрофируете. У меня на работе тоже каждый человек ведёт свою часть работы, которые в советские времена делало по доброй половине НИИ. А за пару месяцев мы делаем больше, чем раньше целые почтовые ящики пилили годами)

Автор молодец, всё это способствует прокачиванию понимания многих вещей и вообще — когда узнаёшь что-то новое и делаешь сам — это чертовски интересно! Я понимаю — сам немножко такой)
Для меня эта статья подобна «Как собрать термоядерный реактор в чулане за 100$». Звучит просто невероятно!
Куча вопросов родилась. Сколько времени ушло на реверс-инжиниринг чипа по фото? Делали это вручную, или есть какие то программы облегчающие построение схемы? И сколько элементов примерно в микросхеме? Насколько точным будет секвенирование ДНК в б.у. чипе? Спасибо большое!
Ну так-то не в чулане, у автора был доступ к лабораторному оборудованию всё-таки. Что, впрочем, не умаляет невероятной крутости того, что он сделал.
И причем тут радио-активный бой-скаут?
Как подается биоматериал на анализ? Как ДНК извлекается из ядра? Как ДНК делится на сегменты? Так много вопросов, и так мало ответов. Да и вообще, чувствую себя пещерным человеком на лекции в ВУЗе.
В этой технологии чип — одна из главных деталей, и один из самых дорогих расходников.
Как принтер, в котором картридж стоит относительно дорого.

Собственно и промывка чипов похожа на перезаправку картриджей — для частных лиц и отдельных способов применения промывка подойдет, но ни одна лицензированная лаборатория не будет использовать отмытые чипы в своей деятельности.
К принтерам производители «догадались» приспособить СНПЧ, и тут со временем наладят промывку и повторное использование. Вычислительные мощности ныне позволяют вытягивать информацию порой из отвратительных исходников. Путь чип станет не вечным, а на десяток-другой циклов — уже приятное удешевление.

Все же это гораздо более узкий рынок, чем принтеры.


Опять же вопрос в том, что для данного вида чипов автор подобрал промывку, а как промывать чипы со специфическими антителами, и не будет ли это дороже, чем покупать новые?.. Это тоже ставит вопросы о том, насколько этот рынок мытых чипов широк.

Ну не рассказывать же о том, как бизнес «ленится», став монополистом? Может некоторый стимул, в виде призрачных недорогих наборов для промывки, заставит выпустить более удобное и недорогое решение пораньше. Думаю рынок пока далек от насыщения, наверняка использование сильно сдерживает цена.

Недорогие наборы для промывки подойдут для энтузиастов, для "домашнего" применения, для некоторых видов исследований. Это относительно маленький рынок дня технологии, ну просто потому, что энтузиастов разного рода мало, для "домашнего" применения надо придумать прикладные задачи (это крайне сложно для такой узкоспециализированной системы), а исследователи обычно могут позволить себе покупать оригинальные расходники.
Повторюсь, что в медицинское применение "отмытых" чипов я не верю, так как это крайне зарегулированная сфера.


А сам пост автора меня наводит на мысли о жутком разрыве между возможностями современных технологий, их доступности и сложностью их осознания и понимания их возможностей. Одни люди разбираются в домашних условиях с, буквально, нуклеотидами, а другие боятся ГМО и верят в заговор учёных...

Думаю потенциальный рынок «домашних» исследований все же не мал. Селекционеров любителей и профессионалов хватает, неужели они откажутся от недорогого и удобного прибора, пусть даже с «китайским» уклоном? Правда нужно хорошее ПО и информационная база, но уже проще в развитии, когда есть что анализировать.
Ну или другие исследования, прорабатываем теорию на дешевых расходниках, а подтверждаем на оригинальных. Тоже ведь неплохая экономия.
Почему узкий-то? Определение генетических заболеваний — это очень востребованная штука.
Впрочем я и 1000 готов заплатить за это. А если будет 100$ — рынок значительно вырастет. ИМХО

Я к сожалению не знаком с применением секвенирования для прямого определения генетических заболеваний.
Насколько я знаю, сейчас используются маркерные методы, а расшифровка днк даёт только некоторую вероятность и/или склонность к заболеваниям, что, согласитесь, от диагностических методов далеко.


А рынок любопытствующих, которые готовы заплатить за свой профиль и знать свои особенности, включая склонность к патологиям, по моему мнению сейчас достаточно покрыт существующими компаниями, вроде того же Атласа.

максимальная скорость передачи – 115200 бод

921600 уже давно широко применяетсяя

Александр, Вы с этой идеей в компанию Синтол не обращались? Российский секвенатор по Сэнгеру они уже сделали совместно с Институтом аналитического приборостроения РАН — может и на полногеномный замахнутся.

Пожалуй, это самый интересный и, к сожалению, крайне редкий теперь вид публикаций на Geektimes.

Удачи вам Александр!
Мне тоже кажется, что автор где-то не там работает. Думаю, его уже взяли а карандаш хэдхнтеры.

И, да, Александр, это неимоверно круто. Удачи вам, и хватит изобретать велосипеды!
Даа, впечатляет! Это не LM317 исследовать)
Всё же правы биологи — мы живём в самой лавине третьей — геномной — революции. Осталось научиться интерпретировать все данные (или хотя бы бОльшую часть). Поскольку знаем мы сегодня крайне мало о регуляторных последовательностях и о межгенном взаимодействии.

А вот видео, где Фёдор Кондрашов про эту технологию рассказывает, кому интересно (с меткой времени):

Потрясающе интересная лекция, заслушался и забыл про работу. Спасибо!
Вот оно будущее!
Восхищаюсь проделанной вами работой и огромное спасибо за статью!
Нечто подобное делали когда-то давно, когда техника была простая. Сами собирали компьютеры из рассыпухи, писали любительские ОС,… Теперь кажется что подобное уже невозможно, что сложность технологий давно превзошла тот порог, когда еще был возможен индивидуальный хакинг, кажется что сейчас для чего-то серьезного нужны огромные человеческие ресурсы и куча денег…
А вы доказываете что это не так. Невероятно…
А что вы планируете с этим делать дальше? Какие пути развития проделанной работы видите?

Да мне тоже интересно узнать как разделять ДНК на РИДы, копировать их и прикреплять к сферам
и где брать сферы.
А так после почти запущенного в гараже электронно микроскопа, уже перестаешь таким вещам как ревер инженеринг ИС удивляться.
Возможностей все больше и лабораторные методы становятся доступными.
Вот таким людям как автор надо доступ напрямую ко всему такому "богатству". И возможно не сбежит за границу и чегонибудь тут изоьбретет.

Для меня это была, пожалуй, лучшая статья на гиктаймсе за последнее время, читал, как приключенческий детектив. Даже страшно подумать, что Вы там показывали Путину, если у Вас такое хобби. С разводом тоже понятно: редкая женщина оценит такое хобби мужа. Мне только непонятно, почему Ваш прибор стоит 10 миллионов. И да, этот прибор тоже стоит показать Путину. Государство просто обязано этим заняться...

Государство просто обязано этим заняться...

Запретить исследования в области генной инженерии без кучи разрешений и допусков?
Простите вырвалось:(
UFO just landed and posted this here
Ага, и вообще — а чем это там сотрудник занимается в рабочее время на нашем оборудовании? Ещё и поздно уходит, режим работы нарушает — непорядок! =)
Давайте не будем про развод — мы не знаем ничего. Со стороны кажется, что у ребенка был бы отличный папа) А как оно там в семье, кто виноват и что делать — это их дело.
Хотя доля правды есть — современные девушки, по крайней мере те, с котороыми я знакомился, абсолютно не впечатляются и по достоинству не оценивают серьёзные хобби мужчин. Может оно им кажется как игра в кубики (возится там со своими мЫкросхемами как дитё — нет чтобы деньги зарабатывать и BMW купить) и следует вывод о «недоросшем» мужчине — фиг его знает)

10 миллионов стоит не прибор автора, а оригинал, который он отреверсил.

прочитайте четвёртый абзац снизу

Имеется в виду, что получается устройство, которое продают за 10 млн.


… по крайней мере, я в этом почти уверен.

А почему осциллограф отображает картинку вместо волны, в каком он режиме?

Включен на выходе коммутатора — там последовательно ячейки переключаются, уровень каждой ячейки пропорционален измеряемой величине
Подозреваю что производители чипов в курсе того что их чипы многоразовые, но вероятно на данном этапе выгодней отсутствие системы очистки в аппарате.

И вот такие публикации очевидно приближают момент когда производители оборудования согласятся встраивать систему очистки в своё оборудование, радикально снизив тем самым стоимость секвенирования.

Одноразовые шприцы они тоже, теоретически, многоразовые. Дело не всегда в жадности производителя, но и в риске получения неправильного результата. Чем меньше манипуляций возложено на пользователя, тем он ниже.
А так, в молекулярной биологии раньше у нас и носики для дозаторов мыли. Застал ещё такие времена, может и сейчас где моют.

Ну, ИМХО в случае с чипом, качество отмывки можно проконтролировать, и потом, как мне видится тут заложена большая избыточность, для решения ситуаций когда в кодоне подряд идут одинаковые нуклеотиды…
А большая ли она, а достаточная-ли, и будет ли промытый чип менее достоверным это ещё и не факт.

Так раз промытый чип ничего не стоит, их можно сразу несколько использовать, результаты объединить.

Если речь идёт о диагностике заболевания живого человека то вероятно дешевле сделать один раз правильно, но если речь идёт о сотне другой лабораторных мышей над которыми ставятся опыты, возможно дешевле будет заморить лишний десяток мышей по ошибке и сэкономить пару сотен тыщ баксов на секвенировании.

Как research use only — вполне себе хорошая идея.

радикально снизив тем самым стоимость секвенирования.
Я бы сказал — прикрыв лазейку с повторным использованием чипов. Но тогда, я бы на их месте поменял все проданные аппараты на новые. И прекратил выпуск расходников к старым.
Интересно было бы по изучать статистическое распределение уровней сигнала с оных чипов в разном состоянии (новый\засраный\отмытый) дабы понимать, где шумы аналогового тракта, где косяки техпроцесса чипа, а где полезный сигнал, как выглядят переходные процессы…
… и насколько качественная нужна отмывка, может быть по аналогии с видео сенсорами, калибровка решает!
… а если отмывку интегрировать в процесс считывания, загрязнения\дефекты будут лишь замедлять процесс но не влиять на достоверность результата ИМХО
Есть подозрение, что процесс отмывки уже должен использоваться для калибровки, отбраковки новых чипов производителем. Обычные методы проверки цифровых/аналоговых чипов не гарантируют итогового качества, а вот эталонные процедуры как в статье автора и потом промывка с проверкой чистоты чипа вполне подойдет.
Я правильно понимаю что собрать это на компьютере мы можем только потому что большой объём генного материала разорвётся на разные риды и потом, т.к. они будут пересекаться можно будет собрать полную цепочку?
И для сколько-нибудь качественного сканирования потребуется секвентировать пару раз и запустить это дело на паре разных бу чипах. Тогда можно будет говорить о достоверности результата? Поддержать проект готов только финансово, будучи клиентом, когда будете готовы к приёму заказов пишите. Сколько это, кстати, примерно будет стоить?
Правильно, да не совсем… Если коротко, то новый или абсолютно промытый чип, даёт возможность секвенции более длинных цепей. Промывка автора, не вполне абсолютна, и перед тем как говорить о каком-либо результате, нужно попробовать прочесть что-нибудь коротенькое и известное, что бы понять масштабы явления, в смысле новый чип в среднем читает столько-то кодонов на пиксель, промытый столько-то.
Ибо чем длиннее цепи, тем больше вероятность того, что из них сложится что-то путное, и я так понимаю что если амплификация используется в оригинальном девайсе, то вопрос объективной необходимости именно новых чипов не праздный…

Грубо говоря, если у нас есть куча копий текста, разорванных по нескольким строкам, мы можем сложить целую книгу опираясь на взаимно пересекающиеся фрагменты, но если книга разорвана на отдельные слова, мы не соберём её никогда.
Очень интересно!
Я здесь про микроскоп не писал уже месяца два (уезжал по работе) но вот эта статья сильно мотивирует писать продолжение.
Насколько полно идет мойка? Может быть так что остаток предыдущего теста повлияет на тест? Может быть, надо на двух разных чипах проводить тест и выкидывать неповторяющиеся фрагменты, это также должно значительно уменьшить требования к качеству мойки и теста.
Третье. Софт для обработки информации с чипа. С ПО пока есть вопросы, поэтому приглашаю к сотрудничеству программистов.

Так и вижу blockchain нейросетей построенный на qubit вычислителях. Всегда готов, где записываться?
Не забудьте использовать Internet of Things умный дом из квадрокоптера, инвестируемый через краудфандинг. С ним всё становится лучше.
Не верю.
К. С. Станиславский
По моему разумению статья fake, вброс. Ни одного комментария автора. Литературно красиво, убедительно. Сомневаюсь, что описаное было исполнено.
Привет -) Заезжай в гости -)
Я не могу просто запросто заехать — я живу в Крыму(лучше Вы к нам). Откройте repo на github, попробуйте поставить ТехЗадание. Если вы действительно сделали то о чем пишете готов писать код на волонтерских/opensource условиях потому, что интересно. Я квалифицированный разработчик, у меня есть открытый код который можно посмотреть. Думаю я не один такой, тема интересна, но есть недоверие.
Согласен, заявленные навыки реверс-инженеринга и работы с FPGA рядом с неспособностью отличить килобиты от килобайтов смотрится достаточно подозрительно. Но люди разные бывают, так что не берусь ничего утверждать.
У несогласных действительно есть что возразить, или это просто стадное чувство заставляет жалких животных действовать в едином порыве, могущественно тыкая в минус?

Желаю вам продолжать с той же увлеченностью. Результаты поражают.


Оставлю здесь ссылку для читателей на страницу ещё одного увлеченного инженера: https://simplifier.neocities.org/


Увлекательное чтение. Он в гараже работает над самодельными вакуумными диодами, триодами, создаёт солнечные батареи и т.д. Все только по делу, кратко, со схемами, графиками.

Как же скучно я живу. Один микроскоп в гараже собирает, второй ДНК секвенирует. Снимаю шляпу господа.
Спасибо, читается интересно.

Но во-первых, не очень понятно где здесь собственно «домашние условия» и «на коленке». Из текста можно понять, что для работы использовалась аппаратура ценой не один миллион.
Во-вторых, все написанное имеет смысл, если по соседству случайно оказалась днк-лаборатория, которая ежедневно выбрасывает старые чипы :) Вероятность можно прикинуть самостоятельно.
В-третьих, между строк прочиталось что проект таки позиционируется как коммерческий, хотя тут может и ошибаюсь.
Из оборудования у меня было: Осцил ds-203 (на фото), микроскоп Биомед металлургический (можно было использовать и более простой), ну и паяльная станция. Работа помогла только микроскопом.
Лабораторий таких, по крайней мере в Москве, довольно много.
Да, я тоже сначала подумал, что автор сам чип выростил.
O___O!!!

Несколько вопросов:
— Где планируете брать расходники (неспецифические и праймеры)?
— Как планируете накапливать ДНК (есть ли у вас амплификатор)?
— Есть ли механизм подачи/отмывки реагентов на чип?
— Какую длину рида планируете достичь?
— Какую скорость чтения планируете достичь?

Да не забросают меня помидорами, но этот метод секвенирования тупиковый в плане гаражного самодельства — самого секвенатора недостаточно, и если амплификатор сейчас уже не редкость, праймеры в любом случае придется покупать у производителя. Да и ряд принципиальных ограничений (длина рида, скорость) — не выглядят внушающими оптимизма.

Строго говоря, отмывка чипа может быть и не идеальной, достаточно программно метить грязные лунки как «битые пиксели», это снизит эффективность конечно, но пусть даже вдвое по сравнению с новым — для ваших целей это непринципиально.

Как по мне, для частных лиц оптимальный вариант на сегодня — miniION от Oxford Nanopore. Стартовый набор тысячу USD, там прибор и два картриджа, один тестовый и один рабочий, при заказе картриджей оптом цена падает до 500 за шт. Длина рида — десятки тысяч нуклеотидов, не нужно никаких специфичных реагентов, подключил к ноуту и секвенируй, сколько памяти хватит. Плюс комьюнити. https://nanoporetech.com/products/minion

Таки грязная ячейка — короткая ячейка? Там и так-то длинна не фонтан и нужна большая избыточность (амплификация и до фига ячеек), а тут ещё грязные. (хотя опять же без конкретных данных об этом трудно судить, но я чисто по картинкам, на глазок) Может никакая амплификация уже не поможет, тут собрать что-либо достоверное.

С нанопорами, да было бы интересней, они вроде то-же не вечные и это возможно то-же как-то лечится…
Грязная ячейка — не отмытая, там уже сфера со старым куском ДНК. Ее просто нужно маркировать, и не принимать во внимание.
Смысл такого секвенирования просто автор немного не раскрыл, необходим значительный объем пробоподготовки. Т.е. грубо: берем образец (кровь) — лизируем (разрушаем) клетки — отмываем ДНК — рубим ДНК на куски — добавляем праймеры (затравочные фрагменты, в данном случае они закреплены на микросферах) — проводим ПЦР в амплификаторе — получаем библиотеку ДНК — вносим ее на чип — запускаем реакцию (последовательное добавление чистых нуклеотидов и их смывание) — накапливаем данные, обрабатываем их.

Т.е. на секвенатор в данном случае подается ДНК уже предварительно порубленная на кусочки до 300 нуклеотидов длиной примерно, и в каждой лунке идет анализ своего фрагмента. Чем больше лунок — тем производительнее система. Так что «грязные» лунки просто ухудшают мощность чипа.

То есть нужны ячейки отмытые под чистую? Но на D мы их практически не видим!
Есть-ли возможность того, что «ОК у нас есть в ячейке некоторое дерьмо, мы примем его за 0 и продолжим» по аналогии с видео сенсорами?
Да, нужны ячейки отмытые полностью. Сигнал с грязной ячейки скорее всего приходить вообще не будет, я сомневаюсь, что после отмывания там осталось значимое количество реактоспособной ДНК, а если будет, то мы будем секвенировать старый образец. Нам нужно быть уверенными, что в ячейке сфера с теми ДНК, которые мы амплифицировали, а ячейка вмещает только одну сферу.
Интересно, хромпик для отмывания пользуют?.. Или чипы для этого слишком нежные?

а потом отмывать от хромпика? :)

Несколько вопросов:
— Где планируете брать расходники (неспецифические и праймеры)?
— Как планируете накапливать ДНК (есть ли у вас амплификатор)?
— Есть ли механизм подачи/отмывки реагентов на чип?
— Какую длину рида планируете достичь?
— Какую скорость чтения планируете достичь?

1) По началу использовать родные. Праймеры не проблема синтезировать, последовательности известны.
2) Есть самодельный амплификатор.
3) Система подачи реагентов разрабатывается
4,5) Все как у родного прибора.
Праймеры не проблема синтезировать

А разве в вашем случае один из праймеров не должен быть на сфере закреплен, если я правильно понимаю?

Хотя после «Самодельный амплификатор» я вас верю :).

Там в пришивании никаких проблем нет.

Коллеги (англоязычные) спрашивают, каким образом производится амплификация.
Посмотрите мои публикации на хабре и гиктаймс, может я чем-то смогу вам помочь. Мой поклон!

Ничего непонятно, что за чип? В смысле: какой сенсор? Какая основа анализа/структура? Складывается такая каша мола, что вы выбрали какой-то сумасшедший, длинный и сложный путь.


А данные в комп надо было передавать через FT245, там легко 8-10МБ/сек передача на слабом железе, а так и больше...

Здорово, что вы умеете делать такие сложные вещи. Но вот секвенатор… Первый автоматический секвенатор я видел ровно 20 лет назад, а сейчас юзаный секвенатор стоит на Ебее от 400 долларов. Да, я видел в вашей статье цены на секвенаторы новых поколений, но там скорость и длина рида совсем другие, чем у вашего прибора, разве нет?

Импортозамещение!

На отреверсенных технологиях? Уже было, проходили. Ничего хорошего у СССР не получилось.

Если серьёзно, то научиться повторять удачные вещи — это уже неплохо. Но проблема российского биотеха, не в секвенаторах, а в банальных расходниках: пробирки, наконечники к пипеткам, перчатки. Научиться бы делать такие вещи хорошо. Но это скучно — вот сделать секвенатор — это да!
Продолжая аналогию с СССР: делать космические корабли, когда нет производства холодильников.

Во-первых, у СССР много что получалось, например в космос слетать или ядерную бомбу сделать на отреверсенных технологиях, СССР развалился не из-за технологий, а скорее из-за организации. Во-вторых, у Китая эта тактика работает.

Импортозамещение в основном проваливается потому что РФ, увы, не СССР и не Китай.
s0ko1ok, а какая ПЛИСовая реализация управления чипом? Интересно как ПЛИСовику. Чип конфигурируется через SPI (т.е. регистры какие-то и вы реверснули логику)? Какой-то свой параллельный интерфейс? Или там просто тактируешь чип какой-то частотой, а он тебе данные на этих тактах обратно сыпет, ну может ещё какой-то энейбл есть — по сути-то это же необычный, но ЦАП как я понимаю?

Кстати, а что изображено на осциллографе? Как такая картинка получилась, или это уже какая-то математика с пары щупов?

Поздравляю с новым микроскопом!
У нас-то старенький)

Круто.
Насчёт обработки данных, если задача хорошо распараллеливается, надо бы глянуть в сторону OpenCL на GPU. Производительность можеть быть на порядок (или более) чем на хорошем CPU. Ещё можно наращивать мощность подключая множество карт.

Спасибо за статью, было довольно интересно! Поражает количество проделанной работы, а также потраченного времени (считаю, что оно не было потрачено впустую)
Так почему финальный прибор ТСа стоит 10 миллионов? 9,99 миллиона — это чип?
Первая мысль после прочтения была такая же, фраза вводит в заблуждение, но имелось ввиду, как и в начале статьи, что аналогичный прибор стоит 10 млн., а не создаваемый.
Софт для обработки информации с чипа. С ПО пока есть вопросы, поэтому приглашаю к сотрудничеству программистов

С этим могу помочь, пишите на почту, проект интересный :-)
Интересно, насколько повторяем результат?
Ну если два раза заказать жесткий диск с геномом, то данные будут совпадать до бита?
А вообще, здорово!

До бита — нет, конечно. Ошибки будут в любом случае.
В википедии есть примерные данные по точности.

Если делать два раза пробоподготовку с нуля, то данные точно не совпадут. И дело не в сиквенсе, а в предыдущих этапах — получатся разные библиотеки для сиквенса.

На выходе получается Ion Personal Genome Machine (PGM) + Ion Torrent Server (для обработки)?
Не проще ли строго в научных целях взять ПО из имеющегося сервера, там ведь Torrent Suite Software v5.х.х на Ubuntu 10.4.
Появление S5 и S5 XL больше похоже на маркетинг, 4 вида чипов, много наборов… делают маркетинг из науки.
Проект интересен, если найти стабильный выход на б/у чипы. Не будет ли потом как с картриджами в принтерах — чипы внедренные в чип, дабы остановить заправщиков (чистильщиков)?
В любом случае проект очень интересен, а для меня очень важен, т.к. ищу лекарство от дегенерации сетчатки глаз (ВМД), на данный момент анализ делал NGS Next Generation Sequencing (v11 RD chips 5040 primer sets duplicated on two chips) на 280 генов (теоретически смутировали ~8 генов, 2 с высокой вероятностью).

Слушал Ваше выступление на митапе в mail_ru по этой теме. Это просто замечательно!

Мда, работа проделана сумасшедшая. Причём в совершенно разных областях. Особенно реверс-инженеринг чипа. К сожалению, из-за огромного масштаба проекта, статья получилась очень беглой. Хотелось бы почитать подробнее про каждый аспект. Я так понимаю, полностью результат реверсинга автор выкладывать в публичный доступ не хочет. Но хотя бы отдельную статью про это с фотографиями и разбором каких-то конкретных элементов чипа очень хотелось бы.
И про биотехнологию тоже почитать интересно. Я представляю себе в общих чертах как работает пцр, но здесь понятны не все аспекты. Например как ДНК делится на риды. Сферы все одинаковые и на них цепляется рандомный кусок днк (а что если нескольно разных?) или они содержат что-то типа праймеров?
Например как ДНК делится на риды. Сферы все одинаковые и на них цепляется рандомный кусок днк (а что если нескольно разных?) или они содержат что-то типа праймеров?


Сферы разные. Для порезки ДНК надо два праймера — они ограничивают фрагмент, который будем ПЦРить. Один из праймеров на сфере закреплен, второй свободный. Комбинация праймеров дает предполагаемый участок ДНК. Для полногеномного секвенирования это слабо подходит, это такое целевое по предполагаемым мишеням.
Ага, вижу коммент автора выше. То есть сферы в любом случае расходник, их надо закупать уже готовыми, или покупать чистые и «обмазывать» праймерами собственного производства. Не уверен, можно ли, и имеет ли смысл их отмывать. С учетом количества требуемых разных участков (сотни? тысячи?) процесс выходит довольно веселым.
Что сказать, восхитительно, уважительно и прочее — ительно!)
А софт надо новый писать ..., тут можно и програмно сужать область чтения, когда часть лунок будет «невымываема» и перестраивать под чтение каких-то более простых геномов. Так сказать деградируемый чип.)
Александр, а какой процент ошибок вы думаете будет в среднем у «свежего чипа»?

Поймите меня правильно, это очень круто. Но всё же, это называется пиратством.

Пиратством чего? Принципа генотипирования на чипах? Я точно не уверен, но помоему сам принцип не зафиксирован ни за кем. Как работает чип? Можно почитать и в доступной литературе…
Обвязку автор делает свою, принципы получения ридов, свои. Я так понимаю софт со сборками то ж будет свой.

Я не юрист, но мне не кажется, что делать свою обвязку под чужое оборудование — это законно. У реверс-инжиниринга тоже довольно сомнительный правовой статус.

Вы считаете, если я перепаял свой старый смартфон самсунг под сигнализацию, я нарушил что-то?

У технологий секвенирования есть патенты.
В вашей аналогии, если из смартфона собрать сигнализации по патентованной технологии и продавать, то нарушили.

По тому что я прочитал принципы никто и не нарушает, в лунках чипа лежат фирменные бусинки, комплиментарные определенным основаниям и нарезанные «хвосты» ДНК клеятся к ним, а чувствительные рН транзисторы определяют что за кусочек там сидит. Человек взял и прочитал данные из фирменного чипа, который был куплен повидимому официально и использовал вторично, со своей методикой прочтения. Чип, главная сложная технологически деталь, ее никто не трогал.
Аналогия с катриджами довольно четкая. Если я катридж приобрел, он мой, я волен собрать из него «микроволновку» или что еще мне вздумается.

Я погуглил поподробнее, вопрос спорный.


С одной стороны, реверс-инжиниринг для создания совместимого продукта в США легален (например, Sega vs Accolade).


С другой, он может быть нелегален в случае наличия такого пункта в EULA или если протокол обмена между чипом и секвенатором запатентован.


С третьей стороны, первый пункт относится к США, а в России я прецедентов не нашёл. Лопатить же законодательство мне лень.


Так что, возможно, я не прав.

Сложно говорить о EULA на найденный на свалке чип.
Статье место на хабре, для гт слишком круто.
Вот, кстати, вопрос — если статья подходит «туда» и «туда», то можно её опубликовать и на хабре и на гиктаймс? От НЛО по шапке не прилетит?
Потому что есть те, что сидит на хабре и редко на gt лазит, а есть ноборот. Но и тем и другим было бы интересно.
Потому что есть те, что

Не «что», а «кто». Опечатался. Простите.
А на хабре ей что делать? Там же одни фреймворки да облака. К тому же принцип деления материалов идет по тематике, а не по «крутости».
Каким образом этот кхм… «DIY проект»(да простит меня автор!) относится к такой мега-профессиональной области как обсасывание очередного модного языка погромирования?
Офигенно!
Могу помочь что-нибудь напрограммировать, обращайтесь :)
UFO just landed and posted this here
Вся цепочка ДНК делится на фрагменты длиной по 300-400 нуклеотидов, называемые ридами.


А как вы планируете получить эти риды? Существуют какие-то специальные реагенты для разделения цепи ДНК? Можно где-то почитать про это?
Есть много разных способов нарезать фрагменты ДНК. Фермент DNASa режет, например, произвольным образом, есть ферменты которые ориентированы на нарезку в определенных местах. Процесс «резки» естественно химический. Фермент рестрикции, который отрежет в определенном месте, не знаю, как у нас, а на западе можно купить по интернету, как и многие другие реагенты для энтого дела… )
Единой ссылки, где про это почитать наверное нет. Если вы программист, то довольно сжатый курс на ресурсах биоинформатики присутствует.

Произвольным образом режет, например, ультразвук, а ДНКаза имеет небольшую специфичность к последовательности.
Ферменты рестрикции у нас можно прекрасно купить по интернету. Возможно Вы удивитесь, но часть ферментов, которые продают на западе открыли и делают у нас.

http://molbiol.ru/protocol/ и если непонятно http://molbiol.ru/forums/lofiversion/index.php/f1.html
http://www.appropedia.org/Open-source_Lab
Ну и немного устаревшая но в целом адекватная обзорно-популярная статья http://www.vokrugsveta.ru/vs/article/7872/
А где у нас квантовой криптографией занимаются? Работаете над математикой/алгоритмами или железками?
Потрясающе. Начните компанию по краудфандингу, а лучше найдите надежного партнера (чтоб не отвлекаться) который будет заниматься этим и всей остальной бюрократией.
UFO just landed and posted this here
Если аппарат будет работать не хуже оригинала, я сделаю автора разработки очень богатым причем без необходимости налаживать производство данного аппарата. Меня лишь интересует вопрос пропускной способность аппарата с учетом очистки чипа. Сколько времени занимает полный цикл получения цифровой версии ДНК?

Я вообще мимо прохрдил, и многое не понял но статья захватила, было очень интересно читать, рад что есть такие достойные люди двигающие прогресс, какой я жалкий((

Да ладно!
Ничесебе, читать это было увлекательнее, чем что-либо за последнее время!
Я в восторге, если это правда =)
Самому проделать такую работу — это МегаКруто
спасибо за статью, Вы молодец! Желаю удачи :)
javascript, Python, программирование под FPGA и SoC системы — и это все только хобби… Подскажите, пожалуйста, где такому учат? Или все это тоже выросло из собственных увлечений и это самообразование?
это тоже выросло из собственных увлечений и это самообразование
Удачи вам Александр. Большое дело делаете для человечества.
Жму Вашу руку! С удовольствием присоединился бы к Вам, если бы было время :)!
Я наверное чего-то не догоняю…
Что ж, десяти миллионов у меня не было, а PGM захотелось

Финальный прибор стоит 10 млн рублей

После прочтения сия произведения искусства технической мысли, возникает резонный вопрос:
"«А как мне, простому „смертному“ сотворить такое устройство ?»"
Заранее спасибо!
Вся цепочка ДНК делится на фрагменты длиной по 300-400 нуклеотидов, называемые ридами. Затем риды прикрепляются к маленьким сферам и многократно копируются – в итоге на каждой сфере «висит» целый пучок одинаковых фрагментов ДНК. Копирование нужно для усиления сигнала от каждого конкретного рида. Набор разных сфер называется библиотекой ДНК.
Насколько я понял из сказанного, Ваш прибор принимает в качестве исходных данных библиотеку ДНК. Разрешите задать вопрос: каким способом создаётся библиотека?
Мне почемуто кажется что цена в 10лямов не спроста. Возможно софт для такой апаратуры стоит дороже чем сама апаратура? Чисто предположение…
Немного предыстории проекта «Sequencing for all»:
https://yadi.sk/i/EB3Il4HzkTniz
Всё это, конечно, интересно. Но пока не ясно, как это использовать для перепрограммирования своего организма. Увы, «задолбал» герпес, ВПЧ, токсоплазма и прочие паразиты. И зубы, кончились. Пора бы уже на генетическом уровне решить эти мелкие проблемы. И, да, крылья тоже пора иметь.

Здравствуйте Александр, очень заинтересовался вашей работой. Хотел бы свами связаться для обсуждения вашего проекта на коммерческой основе. Было бы замечательно если вы напишете на почту alexander.taran@smekalka.com. Заранее благодарю.

Если очень хочется этим заняться и есть деньги, то помешать никто не сможет.
Только советую ориентироваться на последний хит сезона 2017 года — нанопоровый секвенатор MinION. В России его можно купить за 120 тыс. руб. (в Великобритании — за 1000$).

Можете разобрать MinION по«винтикам» и сделать такой же. Но цена «входного билета» для проведения этой работы — ~120 000 руб.
Если есть лишние 120 тыс. руб., то пишите (genseq@mail.ru). Помогу от них избавиться, причём с удовольствием.
… Затем риды прикрепляются к маленьким сферам и многократно копируются – в итоге на каждой сфере «висит» целый пучок одинаковых фрагментов ДНК…


А какое сочетание клавиш реальности нужно нажать, чтобы запустить этот процесс копирования?))
Великолепно…
Читая эту статью понимаю, что занимаюсь не тем, и теряю многого интересного… но… но смущает оговорка про развод… понимаю жену, тяжело ей наверное…
Читаю, и понимаю, что времени потрачено немерено. А сколько занял весь этот процесс?
Александр, вашей любознательности и упорству нужно поставить памятник! Вы и сами видите, что большинство пользователей удивлены до крайности возможностью «собрать ядерный реактор на кухне».
После прочтения статьи осталось несколько вопросов. Буду признателен, если сможете на них ответить:
1. Зачем было реверсить сам рН-чип — неужели его контроллер + программа сложнее? Не было бы проще отреверсить «обвес», а чип просто пользовать «как есть»?
2. Если восстановление рН-чипа вполне реальная и недорогая операция, то неужели производитель этого не знает? Всё таки сумма устройства настолько высока, что проблема восстановления работоспособности такого дорогого компонента просто необходимость номер 1. Это не картридж в принтере перезаправить. Может быть вы что-то упустили?
Производитель знает, что восстановить pH-сенсорный чип не сложно. И делает всё для того, чтобы никто не мог заниматься таким восстановлением. Проще всего контролировать качество чипов и заниматься их восстановлением при помощи самих полупроводниковых секвенаторов, но это полностью закрытые автоматизированные системы, позволяющие убедиться в качественности чипа только после полного завершения многочасового цикла секвенирования ДНК.
Александр сделал просмотровую систему, позволяющую быстро контролировать качество чипов и, соответственно, наладить их регенерацию. Если увеличить скорость считывания информации с чипа до 30...60 bps и увеличить динамический диапазон АЦП до 12...14 разрядов, то такую систему можно будет для дальнейшей разработки самодельного полупроводникового секвенатора, которому потребуется ещё система подачи реагентов, сами реагенты и сложное программное обеспечение. В связи со сложностью последнего его хорошо бы не разрабатывать, а воспользоваться уже имеющимся:
www.thermofisher.com/us/en/home/life-science/sequencing/next-generation-sequencing/ion-torrent-next-generation-sequencing-workflow/ion-torrent-next-generation-sequencing-data-analysis-workflow/ion-torrent-suite-software.html.html
Сама ДНК – не исходный код. Такая молекула имеет удачную форму для хранения исходного кода в некоторых случаях, но код можно хранить и по-другому.
Sign up to leave a comment.

Articles

Change theme settings