Новый материал может улучшить быструю и точную расшифровку ДНК
Исследователи из Университета Иллинойса в Урбане-Шампейне обнаружили, что нанопоры в материале дисульфид молибдена (MoS2) могут секвенировать ДНК точнее, быстрее и дешевле, чем любые доступные на сегодняшний день технологии.
Проблема существующих материалов
Секвенирование нанопорами использует крошечное отверстие в тонкой мембране. ДНК протягивается через пору под действием электрического тока, а колебания тока, соответствующие разным нуклеотидам (A, C, G, T), позволяют определить последовательность.
Большинство материалов для этого слишком толстые: поры охватывают сразу несколько звеньев цепи ДНК, что снижает точность. Графен (однослойный углерод) решает проблему толщины, но имеет ключевой недостаток: ДНК прилипает к его поверхности, создавая много "шума" в сигнале.
Преимущества MoS2
MoS2 также представляет собой одноатомный слой, достаточно тонкий для прохождения одного нуклеотида за раз. Однако, в отличие от графена, ДНК не прилипает к MoS2, а чисто и быстро проходит через пору.
Самое важное: моделирование на суперкомпьютере Blue Waters показало, что система на основе MoS2 способна давать четыре различных сигнала, соответствующих каждому из четырех оснований в молекуле двуцепочечной ДНК. Другие системы дают максимум два сигнала (A/T и C/G), что требует сложного последующего анализа для их различения.
Перспективы
Исследователи изучают возможность объединения MoS2 с другими материалами для создания недорогого, быстрого и точного устройства для секвенирования ДНК. Конечная цель — создание персонального устройства для домашнего использования, которое позволит каждому получить "карту" своей ДНК для ранней диагностики и профилактики заболеваний.