Nanoporovoe de mare viteză secvențierea ADN

Video: secventiere a genomului si ADN-ul personalizat

O echipa de oameni de stiinta de la Institutul de la Universitatea din Arizona Biodesign si Centrul de Cercetare numit după IBM Watson a dezvoltat un prototip al unui nou dispozitiv pentru mare viteză secvențierea ADN-ului nanoporovogo, care pot fi aplicate în activitatea de zi cu zi a unui medic.

„Scopul nostru - de a crea un low-cost, simplu, și un dispozitiv de diagnostic puternic pentru ADN si proteine, care va sta în biroul fiecărui medic“, - spune Lindsay Stewart (Stuart Lindsay), un profesor de fizica la ASU si director al institutului Centrul pentru Biofizică singura molecula.

Astfel de tehnici sunt deosebit de importante în epoca de medicina personalizate, în cazul în care informațiile despre ADN și proteine profiluri ale pacientului pot fi utilizate pentru selectarea tratamentului individual al bolilor.

Această tehnologie, care schimba complet regulile jocului în medicină și farmacie. Secventierea genomului in practica clinica de zi cu zi devine o realitate. Noua realizare vă permite să faceți acest lucru pentru doar $ 1000 - destul de o sumă modestă de standardele medicinei americane.

În timpul ultimul sau studiu, cercetatorii au testat dispozitivul microscopic pentru citirea ADN-ului, care este de câteva mii de ori mai mică decât grosimea unui fir de păr uman.

Dispozitivul suficient de sensibil pentru a distinge fiecare bază chimică în ADN (notat cu literele A, T, C, G), în timp ce trece prin molecula Readhead.

Oamenii de știință, folosind soluții cu baze chimice separate, a demonstrat corectitudinea conceptului. Aparatul a dat un semnal clar la detectarea ADN-ului în soluție, chiar și la concentrații nanomolare. Este mai bine decât tehnologia modernă secventiere ADN-ului, care face parte din așa-numita generație următoare.

Un aparat pentru citirea ADN propus de oamenii de știință este un „sandwich“ de straturi ultrasubțiri (atom grosime) semiconductoare. Toată complexitatea este că aceste straturi pot converti informații ADN chimic într-un semnal electric al dispozitivului.

Oamenii de știință au făcut acest „sandwich“ a doi electrozi metalici, separate printr-un strat izolator de 2 nm grosime (1 nm - 10 este de 000 de ori mai mică decât grosimea unui fir de păr uman). Pentru a face acest lucru, a fost aplicat tehnologia de depunere stratului atomic. „Sandwich“, a fost făcută o gaură prin care trebuie să treacă scanată molecula de ADN.

„Tehnologia ne-am dezvoltat poate fi doar primul pas spre construirea unui dispozitiv de secvențiere monomolecular produs prin tehnologia convențională de chips-uri de calculator. încercările anterioare de a crea o conexiune tunel pentru citirea ADN au fost construite în mod diferit. Apoi, era imposibil să se utilizeze metodele obișnuite de producție“, - spune Lindsay.

Când nanopore prin dispozitivul de citire se extinde molecula de ADN, un vârf electric, care este unic pentru fiecare baze chimice (A, T, C, T) în ADN.

Oamenii de știință au dezvoltat mai multe modificări ale noii tehnologii, care diferă în principal în caracteristicile producției industriale. În plus, pentru funcționarea mai exactă a dispozitivului încă are nevoie de calibrare. Iar etapa finală a lucrării ar trebui să fie pentru a reduce dimensiunea nanopore la o singură moleculă de ADN poate trece prin ea.

Dar, în general, cercetatorii au finalizat aproape dezvoltarea unui dispozitiv care poate funcționa în mod fiabil timp de mai multe ore la un moment dat, identificarea bazei chimice a ADN-ului a pacienților care trec printr-o gaură de 2-nanometri.

Oamenii de știință, de asemenea, promisiunea de a modifica tehnologia pentru citirea altor molecule unice - de exemplu, molecule de medicament. Acest lucru va ajuta companiile farmaceutice de a dezvolta noi medicamente.

Cea mai recentă realizare poate duce la ASU în lumea marilor afaceri. Lindsay este deja vorba despre o nouă companie de recunoaștere Analytix, care se așteaptă să repete succesul amețitor de Molecular Imaging Corp - o companie high-tech infiintata in anul 1993.

Lucrările la crearea unui dispozitiv pentru secvențierea ADN-ului nanoporovogo au fost finantate de catre Institutul National de Sanatate si compania farmaceutica Roche.

Constatarile sunt publicate in revista ACS Nano.

Distribuiți pe rețelele sociale:

înrudit