Nanoporovoe velike brzine sekvenciranje DNA

Video: genoma sekvenciranje i personalizirane DNK

Tim znanstvenika s Instituta Sveučilišta u Arizoni Biodesign i istraživačkog centra nazvana IBM Watson je razvio prototip novog uređaja za velike brzine nanoporovogo sekvenciranje DNA, koje se mogu primijeniti u svakodnevnom radu liječnika.

„Naš je cilj - stvaranje low-cost, jednostavan i moćan dijagnostički uređaj za DNA i proteina, koji će stajati u uredu svakog liječnika,” - kaže Lindsay Stewart (Stuart Lindsay), profesor fizike na Sveučilištu Arizona i direktor instituta Centar za jednog molekula biofizike.

Takve tehnike su posebno važni u doba personalizirane medicine, gdje se informacije o pacijentovoj DNA i proteina profilima mogu se koristiti za odabir pojedinačnog liječenja bolesti.

Ova tehnologija, koja u potpunosti promijeniti pravila igre u medicini i farmaciji. Genom sekvenciranje u svakodnevnoj kliničkoj praksi postaje stvarnost. Novi uspjeh omogućuje vam to učiniti za samo $ 1000 - prilično skroman iznos po standardima američke medicine.

Tijekom svoje najnovije studije, istraživači su testirali mikroskopske uređaj za čitanje DNK, što je nekoliko tisuća puta manja od debljine ljudske kose.

Uređaj dostatno osjetljiv za razlikovanje svake kemijske baze u DNA (označena slovima A, T, C, G) dok prolazi kroz Readhead molekule.

Znanstvenici, koristeći rješenja s posebnim kemijskim bazama pokazala ispravnost koncepta. Aparat daje jasan signal kod otkrivanja DNA u otopini, čak i u nanomolarnim koncentracijama. To je bolje nego moderne DNK tehnologije sekvenciranja, koja spada u tzv sljedeće generacije.

Uređaj za čitanje DNA predlaže znanstvenika je „sendvič” od Ultratanka (debljine atoma) poluvodičkih slojeva. Sve složenost je da su ti slojevi mogu pretvoriti kemijski informacije DNK u električni signal uređaja.

Znanstvenici su napravili ovaj „sendvič” dviju metalnih elektroda razdvojene izolacijskim slojem od 2 nm guste (1 nm - 10 000 puta manja od debljine ljudske kose). Da biste to učinili, primijenjena je tehnologija atomske taloženja sloja. „Sendvič” je napravio rupu kroz koju mora proći skenirana DNA molekule.

„Tehnologija razvili smo možda samo prvi korak prema izgradnji monomolekularna sekvenciranje uređaj proizveden od strane konvencionalne tehnologije računalnih čipova. Prethodni pokušaji da se stvori veza tunel za čitanje DNA drukčije građen. Zatim, bilo je nemoguće koristiti uobičajene metode proizvodnje”, - kaže Lindsay.

Kada nanopore kroz uređaj za čitanje proteže molekule DNA, električni signal koji je jedinstven za svakog kemijskim bazama (A, T, C, T) u DNA.

Znanstvenici su razvili nekoliko izmjena u nove tehnologije, koja se uglavnom razlikuju u značajkama industrijske proizvodnje. Osim toga, za točniju rad uređaja još uvijek treba kalibraciju. I zadnji korak u radu treba biti kako bi se smanjila veličina nanopore samo jednoj molekuli DNA može proći kroz nju.

Ali općenito, znanstvenici gotovo su završili razvoj uređaja koji pouzdano može raditi nekoliko sati u isto vrijeme, identificiranju kemijske baze DNK pacijenata koji prolaze kroz dva-nanometarskom rupu u.

Znanstvenici također obećavaju mijenjati tehnologiju za čitanje i druge pojedinačne molekule - poput molekule lijeka. To će pomoći farmaceutske tvrtke za razvoj novih lijekova.

Najnoviji uspjeh može dovesti ASU u svijet velikih tvrtki. Lindsay je već govori o novoj tvrtki Prepoznavanje Analytix, koja očekuje da ponovi vrtoglav uspjeh molekularnu Imaging Corp - high-tech tvrtka osnovana 1993. godine.

Rad na stvaranju uređaja za nanoporovogo sekvenciranje DNA su financirani od strane Nacionalnog instituta za zdravstvo i farmaceutske tvrtke Roche.

Rezultati istraživanja objavljeni su u časopisu ACS Nano.

Dijelite na društvenim mrežama:

Povezan