Новый гибридный нанопор для анализа ДНК

Исследователи из Делфтского технического университета и Оксфордского университета представили новый тип нанопорового устройства, которое может способствовать созданию быстрого и дешёвого генетического анализа. В журнале Nature Nanotechnology (28 ноября) они сообщают о новом методе, сочетающем искусственные и биологические материалы для создания крошечного отверстия на чипе, способного измерять и анализировать отдельные молекулы ДНК.

Одно из перспективных устройств — нанопора: микроскопическое отверстие, через которое можно «считывать» информацию с отдельной молекулы ДНК, когда она проходит сквозь него.

Новое исследование группы профессора Сиза Деккера в сотрудничестве с профессором Хейганом Бейли из Оксфордского университета продемонстрировало новый, гораздо более надёжный тип нанопорового устройства. Оно сочетает биологические и искусственные компоненты.

Новый гибридный подход

Обычно для анализа ДНК нанопоры создают, вставляя природные порообразующие белки в жидкоподобную липидную мембрану. Молекулы ДНК можно по отдельности протаскивать через пору с помощью электрического напряжения и анализировать, подобно считыванию музыки с кассетной ленты в плеере. Однако эта биологическая технология особенно сложна из-за зависимости от хрупкой липидной поддерживающей прослойки. Новый гибридный подход гораздо более надёжен и подходит для интеграции нанопор в устройства.

Как это работает

Исследование, проведённое в основном ведущим автором доктором Адамом Холлом, демонстрирует простой метод имплантации порообразующих белков в прочный слой на кремниевом чипе. По сути, отдельный белок прикрепляется к более крупному фрагменту ДНК, который затем протаскивается через заранее созданное отверстие в мембране из нитрида кремния.

Когда молекула ДНК проходит через отверстие, она тянет за собой порообразующий белок, в конечном итоге закрепляя его в отверстии и создавая прочную систему на основе чипа, идеально подходящую для создания массивов и применения в устройствах. Исследователи показали, что гибридное устройство полностью функционально и может использоваться для детекции молекул ДНК.