Nanoporovoe high-speed sekvenciranja DNK

Video: sekvenciranje genoma i prilagođene DNK

Tim naučnika iz Instituta Sveučilišta u Arizoni BioDesign i istraživački centar nazvan po IBM Watson je razvio prototip novog uređaja za high-speed nanoporovogo sekvenciranja DNK, koji se mogu primijeniti u svakodnevnom radu doktora.

"Naš cilj - stvoriti low-cost, jednostavan i moćan dijagnostički uređaj za DNK i proteina, koji će stajati u kancelariji svakog doktora," - kaže Lindsay Stewart (Stuart Lindsay), profesor fizike na ASU i direktor instituta Centar za Single-molekula biofizike.

Takve tehnike su posebno važne u doba personalizirane medicine, gdje se informacije o DNK i proteina profili pacijenta može se koristiti za odabir pojedinačnih liječenju bolesti.

Ova tehnologija, koja je u potpunosti promijeniti pravila igre u medicini i farmaciji. Sekvenciranje genoma u svakodnevnoj kliničkoj praksi postaje stvarnost. Novi dostignuće vam omogućava da to učiniti za samo $ 1000 - prilično skromna suma po standardima američke medicine.

Tokom svoje najnovije studije, istraživači su testirali mikroskopski uređaj za čitanje DNK, što je nekoliko hiljada puta manja od debljine ljudske kose.

Uređaj dovoljno osjetljiv za razlikovanje svake kemijske baze u DNA (označeni slovima A, T, C, G), dok prolazi kroz readhead molekula.

Naučnici, koristeći rješenja s posebnim hemijskim baze dokazali ispravnost svog koncepta. Aparat je dao jasan signal na otkrivanju DNK u otopini, čak i pri nanomolarnom koncentracijama. To je bolje nego moderne sekvenciranja DNK tehnologijom, koja pripada tzv sljedeću generaciju.

Aparat za čitanje DNK predlaže naučnika je "sendvič" slojeva ultratankih (debljina Atom) poluvodiča. Svu složenost je da se ovi slojevi mogu pretvoriti kemijskih informacija DNK u električni signal uređaja.

Naučnici su napravili ovaj "sendvič" od dva metalna elektroda odvojenih izolacijskog sloja od 2 nm debljine (1 nm - 10 je 000 puta manje od debljine ljudske vlasi). Da biste to učinili, je primijenio tehnologiju atomske sloj taloženja. The "sendvič" je napravio rupu kroz koju mora proći skenirao molekule DNK.

"Tehnologija koju su razvili može biti samo prvi korak ka izgradnji monomolekularni sekvenciranje uređaj proizvodi konvencionalnih tehnologija za kompjuterskih čipova. Prethodni pokušaji da se stvori tunel vezu za čitanje DNK su drugačije izgrađeni. Zatim, bilo je nemoguće koristiti uobičajene metode proizvodnje ", - kaže Lindsay.

Kada je nanoporu kroz uređaj za čitanje proširuje DNK molekula, električni vrh koji je jedinstven za svaki kemijske baze (A, T, C, T) u DNK.

Naučnici su razvili nekoliko modifikacija na novu tehnologiju, koja se uglavnom razlikuju po karakteristikama industrijske proizvodnje. Osim toga, za preciznije rad uređaja i dalje treba kalibracije. I konačni korak rada treba da bude smanjenje veličine nanoporu na samo jedan DNK molekula mogu proći kroz njega.

Ali generalno, istraživači su gotovo završili izradu uređaja koji može pouzdano raditi za nekoliko sati odjednom, identifikaciju kemijskih baza DNK pacijenata prolazi kroz 2-nanometarskom rupu.

Naučnici također obećavaju da će mijenjati tehnologiju za čitanje drugi pojedinačni molekula - npr molekule droge. To će pomoći farmaceutske kompanije da razvijaju nove droge.

Najnovije dostignuće može dovesti ASU u svijet velikog biznisa. Lindsay je već govori o novoj kompaniji Prepoznavanje Analytix, koji očekuje da će ponoviti vrtoglavih uspjeh za molekularnu Imaging Corp - high-tech kompanija osnovana 1993. godine.

Rad na stvaranju uređaja za nanoporovogo DNK su finansirani od strane Nacionalnog instituta za zdravlje i farmaceutske kompanije Roche.

Rezultati istraživanja objavljeni su u časopisu ACS Nano.

Udio u društvenim mrežama:

Povezani