Nová technika dramaticky zníži cenu sekvencovania DNA
18.12.2007 12:57:05 | QScience Daily | Počet zobrazení: 2424x
Pomocou počítačovej simulácie predviedli vedci z Illinoiskej univerzity stratégiu sekvencovania DNA posúvaním molekuly cez nanopórový kondenzátor v polovodičovom čipe. Technika by mohla viesť k zariadeniu, ktoré by dokázalo prečítať ľudský genóm rýchlo a cenovo dostupne.
Možnosť sekvencovania ľudského genómu za menej ako 1000 dolárov (čo je cena, ktorú je ochotná zaplatiť väčšina poisťovní) by mohla začať novú éru osobnej medicíny umožnením precíznej diagnózy príčiny množstva ochorení a prispôsobenia liekov a liečebných procedúr genetickej informácii jedinca.
„Napriek veľkému záujmu o využitie nanopórov pri sekvencovaní DNA, nebolo doteraz jasné, ako by mohli nanopóry pri čítaní DNA pomôcť,“ povedal profesor Aleksei Aksimentiev. „Teraz sme popísali jednu takú metódu.“
Aksimentiev a jeho kolegovia popísali novú metódu v článku, ktorý bol publikovaný v časopise Nano Letters.
„Pomocou simulácie molekulárnej dynamiky sme ukázali že pohyb molekuly DNA dopredu a dozadu v nanopórovom kondenzátore s priemerom 1 nanometer vytvára elektrostatický odtlačok, ktorý je možné využiť na čítanie genetickej informácie,“ povedal Aksimentiev.
V simuláciách vedcov sa kondenzátor skladá z dvoch vodivých vrstiev kremíka oddelených vrstvou oxidu kremičitého. Keď DNA prechádza cez nanopóry, elektrické pole molekuly ovplyvňuje špecifické elektrostatické potenciály postupnosti, ktoré je možné zachytiť na spodnej vrstve kondenzátorovej membrány.
Polovodičové zariadenie, ktoré by dokázalo využiť túto technológiu a interpretovať elektrostatické potenciály, je na dosah ruky.
„Podarilo sa nám vyrobiť nanometrické póry v elektronických membránach a zachytili sme napäťové signály ako výsledok pohybu DNA cez tieto póry,“ povedal Aksimentiev. Ďalšou výzvou je minimalizácia hluku systému a redukcia rýchlosti pohybu molekúl DNA cez póry.