Nanoporovoe vysokorychlostní DNA sekvenování

Video: sekvenování genomu a osobní DNA

Tým vědců z Ústavu University of Arizona Biodesign a výzkumného centra pojmenoval IBM Watson vyvinula prototyp nového zařízení pro vysokorychlostní sekvenční nanoporovogo DNA, která může být použita v každodenní práci lékaře.

„Naším cílem - vytvořit low-cost, jednoduchý a výkonný diagnostický přístroj pro DNA a bílkoviny, která obstojí v kanceláři každého lékaře,“ - říká, že Lindsay Stewart (Stuart Lindsay), profesor fyziky na ASU a ředitel Ústavu Centra pro Single-molekuly biofyziky.

Takové techniky jsou zvláště důležité v éře personalizované medicíně, kde může být informace o DNA a proteinové profily pacienta pro výběr jednotlivých léčení chorob.

Tato technologie, která zcela změní pravidla hry v medicíně a farmacii. Genom sekvenování v každodenní klinické praxi se stává realitou. Nový úspěch umožňuje to za pouhých $ 1000 - docela skromnou sumu podle měřítek amerického medicíny.

Během své poslední studii vědci testovali mikroskopické zařízení pro čtení DNA, která je několik tisíc krát menší než tloušťka lidského vlasu.

Zařízení dostatečně citlivé, aby rozlišit jednotlivé chemické báze v DNA (označené písmeny A, T, C, G), při průchodu snímací hlavy molekuly.

Vědci, využívající řešení se samostatným chemickými bázemi ukázala správnost jejího konceptu. Zařízení se získá jasný signál na detekci DNA v roztoku, a to i v nanomolárních koncentracích. Je to lepší než moderní sekvenování DNA technologií, která patří do tzv další generace.

Zařízení pro čtení DNA navržené vědců je „sendvič“ ultratenkých (Atom tloušťka) polovodičových vrstev. Všechny složitost je, že tyto vrstvy mohou přeměnit chemickou informaci DNA na elektrický signál ze zařízení.

Vědci také tento „sendvič“ ze dvou kovových elektrod oddělených izolační vrstvou 2 nm silný (1 nm - 10 000 krát menší než je tloušťka lidského vlasu). Chcete-li to provést, byla použita technologie nanášení atomové vrstvy. Se „sendvič“ byl proveden otvor, kterým musí projít naskenovaný molekulu DNA.

„Technologie jsme vyvinuli může být pouze prvním krokem k vybudování monomolekulární sekvenční zařízení vyrobené podle konvenční technologie pro počítačové čipy. Předchozí pokusy o vytvoření spojení tunel pro čtení DNA byly konstruovány odlišně. Poté bylo možné použít obvyklé způsoby výroby,“- říká Lindsay.

Když nanopore prostřednictvím čtecího zařízení prodlužuje DNA molekulu, elektrický vrchol, který je jedinečný pro každou chemickou bází (A, T, C, T) v DNA.

Vědci vyvinuli několik změn nové technologie, které se mohou navzájem lišit hlavně ve funkcích průmyslové výroby. Kromě toho, pro přesnější provoz zařízení ještě potřebuje kalibraci. A konečný krok práce by mělo být snížení velikosti nanopore pouze jedné molekuly DNA může procházet skrz.

Ale obecně, výzkumníci téměř dokončen vývoj zařízení, které může spolehlivě fungovat po dobu několika hodin v době, identifikuje chemický základ DNA pacientů procházejících 2 nanometrů otvoru.

Vědci také slibují změnit technologii pro čtení dalších jednotlivých molekul - např molekulami léčiva. To pomůže farmaceutické společnosti na vývoj nových léků.

Nejnovější úspěch může vést ASU do světa velkého byznysu. Lindsay se už mluví o novém podniku Recognition Analytix, který očekává, že zopakovat závratný úspěch Molekulární Imaging Corp - high-tech společnost založená v roce 1993.

Práce na vytvoření zařízení pro sekvencování DNA nanoporovogo byly financovány z National Institute of Health a farmaceutické společnosti Roche.

Výsledky jsou publikovány v časopisu ACS Nano.

Sdílet na sociálních sítích:

Podobné