Nanoporovoe vysokorýchlostné DNA sekvenovanie

Video: sekvenovania genómu a osobné DNA

Tím vedcov z Ústavu University of Arizona Biodesign a výskumného centra pomenoval IBM Watson vyvinula prototyp nového zariadenia pre vysokorýchlostné sekvenčné nanoporovogo DNA, ktorá môže byť použitá v každodennej práci lekára.

"Naším cieľom - vytvoriť low-cost, jednoduchý a výkonný diagnostický prístroj pre DNA a bielkoviny, ktorá obstojí v kancelárii každého lekára," - hovorí, že Lindsay Stewart (Stuart Lindsay), profesor fyziky na ASU a riaditeľ Ústavu Centra pre Single-molekuly biofyziky.

Takéto techniky sú obzvlášť dôležité v ére personalizované medicíne, kde môže byť informácia o DNA a proteínové profily pacienta pre výber jednotlivých liečenie chorôb.

Táto technológia, ktorá úplne zmení pravidlá hry v medicíne a farmácii. Genóm sekvenovania v každodennej klinickej praxi sa stáva realitou. Nový úspech umožňuje to len za $ 1000 - celkom skromnú sumu podľa merítok amerického medicíny.

Počas svojej poslednej štúdii vedci testovali mikroskopické zariadenie na čítanie DNA, ktorá je niekoľko tisíc krát menší ako hrúbka ľudského vlasu.

Zariadenie dostatočne citlivé, aby rozlíšiť jednotlivé chemické bázy v DNA (označené písmenami A, T, C, G), pri priechode snímacie hlavy molekuly.

Vedci, využívajúci riešenie so samostatným chemickými bázami ukázala správnosť jej konceptu. Zariadenie sa získa jasný signál na detekciu DNA v roztoku, a to aj v nanomolárnych koncentráciách. Je to lepšie než moderné sekvenovania DNA technológiou, ktorá patrí do tzv ďalšej generácie.

Zariadenie na čítanie DNA navrhnuté vedcov je "sendvič" ultratenkých (Atom hrúbka) polovodičových vrstiev. Všetky zložitosť je, že tieto vrstvy môžu premeniť chemickú informáciu DNA na elektrický signál zo zariadenia.

Vedci tiež tento "sendvič" z dvoch kovových elektród oddelených izolačnou vrstvou 2 nm silný (1 nm - 10 000 krát menší ako je hrúbka ľudského vlasu). Ak to chcete urobiť, bola použitá technológia nanášania atómovej vrstvy. So "sendvič" bol vykonaný otvor, ktorým musí prejsť naskenovaný molekulu DNA.

"Technológia sme vyvinuli môže byť iba prvým krokom k vybudovaniu monomolekulová sekvenčné zariadenie vyrobené podľa konvenčnej technológie pre počítačové čipy. Predchádzajúce pokusy o vytvorenie spojenia tunel pre čítanie DNA boli konštruované odlišne. Potom bolo možné použiť obvyklé spôsoby výroby, "- hovorí Lindsay.

Keď Nanopor prostredníctvom čítacieho zariadenia predlžuje DNA molekulu, elektrický vrchol, ktorý je jedinečný pre každú chemickú báz (A, T, C, T) v DNA.

Vedci vyvinuli niekoľko zmien nové technológie, ktoré sa môžu navzájom líšiť hlavne vo funkciách priemyselnej výroby. Okrem toho, pre presnejšie prevádzku zariadenia ešte potrebuje kalibráciu. A konečný krok práce by malo byť zníženie veľkosti Nanopor iba jednej molekuly DNA môže prechádzať skrz.

Ale všeobecne, výskumníci takmer dokončený vývoj zariadení, ktoré môže spoľahlivo fungovať po dobu niekoľkých hodín v čase, identifikuje chemický základ DNA pacientov prechádzajúcich 2 nanometrov otvoru.

Vedci tiež sľubujú zmeniť technológiu pre čítanie ďalších jednotlivých molekúl - napr molekulami liečiva. To pomôže farmaceutické spoločnosti na vývoj nových liekov.

Najnovšie úspech môže viesť ASU do sveta veľkého biznisu. Lindsay sa už hovorí o novom podniku Recognition Analytix, ktorý očakáva, že zopakovať závratný úspech Molekulárna Imaging Corp - high-tech spoločnosť založená v roku 1993.

Práce na vytvorení zariadenia pre sekvencovania DNA nanoporovogo boli financované z National Institute of Health a farmaceutické spoločnosti Roche.

Výsledky sú publikované v časopise ACS Nano.

Delež v družabnih omrežjih:

Podobno