Ученые агу разработали универсальный считыватель днк, который ускоряет и снижает стоимость секвенирования.

Ученые АГУ разработали функциональный считыватель ДНК, который ускоряет и уменьшает цену секвенирования.

12 февраля 2010 г.

Ученые агу разработали универсальный считыватель днк, который ускоряет и снижает стоимость секвенирования.

Исследователи из университета штата Аризона нашли более быстрый и не дорогой способ считывания генетического кода ДНК. Они разработали первый многоразовый считыватель ДНК, который может отличать 4-ре главных строительных блока, которые считаются ключом к наследию и здоровью.

Под управлением Стюарта Линдси, профессора Университета штата Калифорния и директора отдела биодизайна Центра биофизики одной молекулы, команда Университета штата Калифорния — одна из некоторых, кто получает постоянную финансовую поддержку исследований геномной ДНК от Национальной инициативы по исследованию генома человека. Инициатива считается частью Национальных институтов здравоохранения. Остаточная цель — прочесть геномный код также систематически, как мы идем на регулярное мед. обследование..

Более широкие цели этой ценной программы заключаются в создании нового поколения технологий для расшифровки кода ДНК. Это привело бы к большой индивидуализации диагностической медицины.

Знание полного 3-миллиардного кода человека, другими словами генома, даст возможность более индивидуально подходить к диагностике и излечению болезни. При сегодняшних технологиях считывание генома занимает практически год и стоит пару сотен тысяч долларов. Пока только двадцать человек в мире прочитали весь собственный геном..

Чтобы осуществить собственное видение, команда Линдси задумала создать небольшой (наноразмерный) считыватель ДНК, который работал бы как сканер в магазине. Он различал все 4-ре химические буквы генетического кода ДНК; A, G, C и T — в тот момент, когда они проходят перед читателем.

Чтобы этого добиться, нужно было создать чрезвычайно передовые высокие технологии. ДНК будет вести себя как нить, проходящая через игольное ушко, которое, со своей стороны, будет представлять вокруг считывающего устройства ДНК.

Последнее время прогресс был постепенным. Первый существенный успех был в 2008 году, когда они смогли прочесть отдельные очередности ДНК. Однако даже этот успех был ограниченный тем фактом, что им понадобилось применять 4-ре различных считывателя, чтобы узнать 4-ре основания. Не так давно они показали способность считывать серию кодов на ДНК через маленькое отверстие как правило строительном блоке высокие технологии — углеродных нанотрубках..

Теперь команда полностью положено на нанотехнологические глаза, СТМ-микроскопию и АТМ-микроскопию. Электроды микроскопа содержат тонкие наконечники, которые держат достаточно близко к образцу ДНК.

Последняя инновация состоит из 2-ух электродов, один из которых находится на конце зонда микроскопа, а другой — на его поверхности. Их крошечные концы химически модифицированы, чтобы привлечь и воспринимать ДНК в промежутке между электродами, как химические зажимы.

Просвет между этими специальными электродами настроен на распознавание основных соединений в момент их прохождения через него. Когда основание ДНК идет через маленький зазор 2,5 нм между 2-мя золотыми электродами, оно на время «липнет» к электродам, вызывая маленькое увеличение тока. Все, что меньше основания, изменило бы форму под действием электродов, что нарушило бы считывание. Меньшие или большие базы не будут выявлены.

«Что нам получилось сделать, так это уменьшить кол-во типов комбинации связей до одного на каждую базу ДНК», — отмечает Линдси. «Прелесть этого подхода состоит в том, что все 4-ре основания прекрасно подойдут для зазора 2,5 нм. Это значит, что один размер подходит всем, но снова же максимально точно ».

В данных измерениях, ширина которых составляет только пару атомных радиусов, квантовые явления полностью выражаются; электроны могут «пробиваться» с одного электрода на другой, туннелируя через основания ДНК. Любая из химических основ генетического кода ДНК (A, G, C и T) при прохождении через зазор между электродами оставляет оригинальный электронный отпечаток. Методом проб и ошибок и при небольшой удаче они выявили, что одна химическая модификация на двоих электродах может отличать 4-ре основания ДНК..

«Мы создали общий считыватель строк на ДНК, и мы первая группа, которая может похвастаться обнаружением всех четырех оснований ДНК в одной щели», — говорит Линдси. «Стоит еще сказать что, контрольные эксперименты показывают, что есть некоторый уровень дифференциации при эксплуатации неизолированных электродов. Это еще одна новинка ».

«Мы были очень удивлены присоединением к неизолированным электродам, так как, как и многие физики, мы всегда думали, что основания просто« грохочут »через просвет. Но в действительности любой химик скажет вам, что между основаниями ДНК и поверхностями сделанными из металла есть слабые химические взаимные действия ».

В настоящий момент группа Линдси работает над адаптацией читателя к работе в водной обстановке. Это очень важный шаг в использовании считывания цепочек ДНК.

Команда также хотела бы соединить функции считывателя с технологией углеродных нанотрубок, чтобы сделать лучше считывание коротких последовательностей ДНК. Если процесс можно сделать лучше, считывание ДНК будет существенно ускорено если сравнивать с существующими технологиями и по цене которая доступна каждому. Только когда это будет достигнуто, полностью персональный подход к медицине получит большую аудиторию..

По материалам Источник

Похожие записи