Nanoporovoe високоскоростен ДНК секвениране

Видео: геном секвениране и персонализирани ДНК

Екип от учени от Института по Biodesign Университета на Аризона и изследователски център на името на IBM Watson е разработила прототип на ново устройство за високоскоростен nanoporovogo секвениране на ДНК, която може да се прилага в ежедневната работа на лекар.

"Нашата цел - да се създаде евтин, лесен и мощен диагностичен уред за ДНК и протеини, който ще стои в офиса на всеки лекар," - казва Линдзи Стюарт (Stuart Линдзи), професор по физика в ASU и директор на института, Център за единична молекула биофизиката.

Такива техники са особено важни в ерата на персонализирана медицина, където информация за ДНК и протеинови профили на пациента може да се използва за избор на индивидуално третиране на заболявания.

Тази технология, която напълно да промени правилата на играта в медицината и фармацията. Секвениране на генома в ежедневната клинична практика се превръща в реалност. Ново постижение ви позволява да направите това само за $ 1000 - доста скромна сума по стандартите на американската медицина.

По време на последното си проучване, учените изследват микроскопично устройство за четене на ДНК, което е няколко хиляди пъти по-малка от дебелината на човешки косъм.

Устройството достатъчно чувствителни, за да се разграничат всеки химически база в ДНК (означен с буквите А, Т, С, G), докато преминава през четящата глава молекулата.

Учените, като се използват разтвори с отделни химични бази доказаха правилността на концепцията. Апаратът даде ясен сигнал при откриване на ДНК в разтвор, дори при наномоларни концентрации. Това е по-добре, отколкото модерна ДНК технология, която принадлежи към т.нар следващото поколение.

Устройство за четене на ДНК, предложен от учени е "сандвич" на ултратънък (дебелина атом) полупроводникови слоя. Всички сложността е, че тези слоеве могат да преобразуват химически информация ДНК в електрически сигнал на устройството.

Учените са направени този "сандвич" на две метални електроди, разделени от изолиращ слой от 2 пт дебел (1 пМ - 10 е 000 пъти по-малко от дебелината на човешки косъм). За тази цел е била приложена технологията на атомната слой отлагане. В "сандвич" е направен отвор, през които трябва да премине сканирани молекулата ДНК.

"Технологията ние сме разработили може да бъде само първата стъпка към изграждането мономолеку последователност устройство, произведена от конвенционални технологии за компютърни чипове. Предишни опити да се създаде тунел връзка за четене на ДНК са конструирани по различен начин. След това, че е невъзможно да се използват обичайните методи на производство ", - казва Линдзи.

Когато nanopore през устройството за четене разширява ДНК молекула, електрически връх, който е уникален за всеки химични бази (А, Т, С, Т) в ДНК.

Учените са разработили няколко модификации на новата технология, които се различават главно в чертите на промишленото производство. Освен това, за по-точна работа на устройството все още се нуждае от калибриране. И последната стъпка от работата трябва да бъде да се намали размера на nanopore само на една молекула ДНК, може да премине през него.

Но като цяло, учените са почти завършени развитието на устройство, което може надеждно да работи в продължение на няколко часа в даден момент, идентифициране на химическата основа на ДНК на пациентите, преминаващи през една дупка 2-нанометров.

Учените обещават да променят технологията за четене други единични молекули - например, лекарствени молекули. Това ще помогне на фармацевтични компании за разработване на нови лекарства.

Най-новото постижение може да доведе ASU в света на големия бизнес. Линдзи вече се говори за нова компания за разпознаване на Analytix, който очаква да повтори успеха на главозамайваща Молекулярна Imaging Corp - високо-технологична компания, основана през 1993 година.

Работата по създаването на устройство за nanoporovogo ДНК са били финансирани от Националния институт по здравеопазване и фармацевтичната компания Roche.

Резултатите са публикувани в списание ACS Nano.

Споделяне в социалните мрежи:

сроден