Papir viser enzymkontrolleret bevægelse af DNA-polymer gennem en nanopore

Forskning offentliggjort i denne uge i Naturnanoteknologi viser en ny metode til enzymkontrolleret bevægelse af en enkelt DNA-streng gennem en protein-nanopore. Papiret, af forskere ved University of California Santa Cruz (UCSC), repræsenterer et vigtigt skridt i retning af nanoporesekventering af DNA -tråde.

Publikationen beskriver observation af enkeltstrenget DNA (ssDNA), når det translokerer gennem et protein nanopore, alfa hæmolysin (AHL). Bevægelse af ssDNA blev kontrolleret ved polymerasefaciliteret replikation af individuelle DNA-molekyler. Denne bevægelse kunne initieres under elektronisk kontrol. Polymeraseaktivitet viste sig at være blokeret i opløsning, når ssDNA ikke var ved nanoporeåbningen, fangning af strengen ved poren fjerner imidlertid en blokerende streng af nukleotider og tillader polymerasen at fungere på den fangede streng.

UCSC -forskere samarbejder med Oxford Nanopore Technologies Ltd om udviklingen af ​​en ny generation af elektroniske, enkeltmolekyle DNA-sekventeringsteknologi. I metoden 'strengsekventering', strøm gennem en nanopore måles, når en DNA -polymer passerer gennem denne pore. Ændringer i denne strøm bruges til at identificere DNA -baserne på DNA -molekylet, i rækkefølge. Dette papir omhandler en central udfordring for DNA -strengsekventering:fin kontrol af translokationen af ​​DNA -strengen gennem nanoporen, med en hastighed, der er konsekvent og langsom nok til at muliggøre nøjagtig identifikation af individuelle DNA -baser. Det Naturnanoteknologi arbejde viser for første gang, at bevægelsen af ​​en streng kan styres ved hjælp af elektronisk feedback, og at et enzym kan flytte en streng mod et felt, mens den er placeret oven på nanoporen.

"De teknikker, der er beskrevet i dette papir, er et fremskridt mod elektronisk, enkeltmolekyle DNA -sekventering af DNA -tråde "sagde efterforsker professor Mark Akeson fra University of California, Santa Cruz. "Elektronisk kontrol af DNA -translokation gennem en protein -nanopore er et videnskabeligt mål, som vi har stræbt efter i årevis, og disse metoder danner nu grundlaget for yderligere arbejde i vores laboratorier. Vi er begejstrede for vores samarbejde med Oxford Nanopore, hvis parallelle nanopore -sansestrategi er imponerende. "