At passe en biologisk nanopore ind i en menneskeskabt, nye måder at analysere DNA på

Forskere ved Delft University of Technology og Oxford University annoncerer en ny type nanopore-enhed, der kan hjælpe med at udvikle hurtige og billige genetiske analyser. I journalen Natur nanoteknologi (28. november), de rapporterer om en ny metode, der kombinerer menneskeskabte og biologiske materialer for at resultere i et lille hul på en chip, som er i stand til at måle og analysere enkelte DNA-molekyler.

"Den første kortlægning af det menneskelige genom - hvor indholdet af det menneskelige DNA blev aflæst ('sekventeret') - blev afsluttet i 2003, og det kostede anslået 3 milliarder amerikanske dollars. Tænk, hvis den omkostning kunne falde til et niveau på en et par hundrede dollars, hvor alle kunne få deres eget personlige genom sekventeret. Det ville gøre det muligt for læger at diagnosticere sygdomme og behandle dem, før der opstår symptomer." forklarer professor Cees Dekker fra Kavli Institute of Nanoscience i Delft.

En lovende enhed kaldes en nanopore:et lille hul, der kan bruges til at 'læse' information fra et enkelt DNA-molekyle, når det trænger gennem hullet.

Ny forskning af Dekkers gruppe i samarbejde med prof. Hagan Bayley fra Oxford University, har nu demonstreret en ny, meget mere robust type nanopore-enhed. Den kombinerer biologiske og kunstige byggesten.

Dekker:'Nanoporer bruges allerede til DNA-analyse ved at indsætte naturligt forekommende, poredannende proteiner til en væskelignende membran lavet af lipider. DNA-molekyler kan trækkes individuelt gennem poren ved at påføre en elektrisk spænding over den, og analyseret på nogenlunde samme måde, som musik læses fra et gammelt kassettebånd, når det føres gennem en afspiller. Et aspekt, der gør denne biologiske teknologi særligt vanskelig, imidlertid, er afhængigheden af ​​det skrøbelige lipidstøttelag. Denne nye hybride tilgang er meget mere robust og velegnet til at integrere nanoporer i enheder. '

Den nye forskning, udført hovedsagelig af hovedforfatter dr. Adam Hall, demonstrerer nu en simpel metode til at implantere de poredannende proteiner i et robust lag i en siliciumchip. I det væsentlige, et individuelt protein er knyttet til et større stykke DNA, som derefter trækkes gennem en præfabrikeret åbning i en siliciumnitridmembran.

Når DNA-molekylet trænger gennem hullet, det trækker det poredannende protein bag sig, til sidst at placere den i åbningen og skabe en stærk, chip-baseret system, der er skræddersyet til arrays og enhedsapplikationer. Forskerne har vist, at hybridenheden er fuldt funktionel og kan bruges til at påvise DNA-molekyler.