Ludzkie DNA można rozszyfrować w kilka godzin
Uwzględniając najnowsze osiągnięcia nanotechnologii w tworzeniu struktur nanoporowatych i nanoelektrod, amerykańscy naukowcy opracowali teoretyczny model nowego urządzenia, które pozwoli na poznanie całej sekwencji ludzkiego kwasu dezoksyrybonukleinowego (DNA) w czasie nie dłuższym niż 7 godzin - donosi "Nano Letters".
"Powstanie szybkiej i taniej metody umożliwiającej rozszyfrowanie
badanego DNA, bez wątpienia zapoczątkuje kolejną rewolucję w
medycynie" - mówi profesor Massimiliano Di Ventra z University of
California, San Diego (USA).
Profesor Di Ventra wraz z współpracującymi z nim doktorantami
Johanem Lagerqvistem i Michaelem Zwolakiem (California Insitute of
Technology - Caltech) opracowali teoretyczny model
nanotechnologicznego elektronicznego sekwensera DNA.
Urządzenie zbudowane byłoby z szeregu złotych elektrod
wystających swym analitycznym końcem do światła otworu o średnicy
kilkunastu nanometrów.
Jako materiał konstrukcyjny nanosekwensera, w którym znajdowałyby
się nanootwory (inaczej nanopory) oraz złote miniaturowe
elektrody, naukowcy zaproponowali azotek krzemu (Si3N4), który
łatwo poddaje się obróbce oraz jest neutralny elektrycznie.
Według profesora Di Ventry, prąd elektryczny płynący między
elektrodami poprzecznie do łańcucha DNA, byłby w tym wypadku
wykorzystywany zarówno do pomiaru, to jest do rozpoznawania
kolejnych nukleotydów tworzących jednoniciowy DNA (ss-DNA), jak
również do równomiernego przesuwania nici DNA przez nanoanalizator.
"Dla dokładniejszego pomiaru, zaproponowaliśmy zestaw dwóch par
złotych nanoelektrod, ustawionych względem siebie pod kątem 90
stopni" - opisuje prof. Di Ventra.
Dodając, że "w ten sposób płynący między złotymi elektrodami prąd
elektryczny informuje nie tylko o tym, jaki nukleotyd obecnie jest
analizowany, ale również jak przestrzennie jest on ułożony
względem elektrod".
"Nasze obliczenia wskazują, że by uniknąć zakłóceń pomiaru, prąd
stosowany do przemieszczania ludzkiego ss-DNA przez nanosekwenser,
powinien być mniejszy niż ten wykorzystywany do pomiaru składu
nukleotydowego DNA" - tłumaczy prof. Di Ventra.
"Urządzenie składające się z 80 par złotych nanoelektrod,
zbierające dane elektryczne z prędkością 10 milionów pomiarów na
sekundę (standardowa prędkość pomiaru), pozwoli na
przeanalizowanie całego ludzkiego genomu w czasie nie dłuższym niż
7 godzin!" - konkluduje profesor Massimiliano Di Ventra.(PAP)
poleca:
