Ученые создали новую нанотехнологию для секвенирования генома человека
Физики из Университета Брауна представили новый метод, который может значительно удешевить и ускорить чтение генома человека.
Проблема скорости
Современные методы секвенирования используют электрическое поле для протягивания цепочек ДНК через нанопоры (крошечные отверстия в мембране). Однако под действием поля молекулы ДНК движутся слишком быстро — около 1 миллиона пар оснований в секунду, — что не позволяет точно прочитать последовательность нуклеотидов (A, T, C, G).
Решение: магнитные "пинцеты"
Исследователи предложили метод "обратной транслокации ДНК":
- К цепочке ДНК с помощью стрептавидин-биотиновой связи присоединили магнитную бусину из оксида железа диаметром 2,8 микрона.
- Электрическое поле затягивает ДНК в нанопору диаметром 10 нанометров, но бусина застревает, так как она больше отверстия.
- С помощью внешних магнитов ("магнитных пинцетов") бусину тянут в обратную сторону, медленно вытягивая цепочку ДНК из поры.
Результаты
- Скорость движения ДНК через пору удалось снизить более чем в 2000 раз.
- Скорость можно регулировать, балансируя между электрическим и магнитным полями.
- Метод позволяет одновременно протягивать множество фрагментов ДНК через разные поры, что делает его масштабируемым.
Значение
Этот подход — шаг к цели Национальных институтов здоровья (NIH) по снижению стоимости секвенирования генома до $1000, что может сделать его частью рутинной медицинской практики. В ближайших планах — испытание метода на бактериальной ДНК.
Источник: Brown University, статья в журнале Nanotechnology