Konstnärlig återgivning av bildningen av hybridporer genom riktad insättning av det biologiska proteinporet alfahemolysin (rosa) i fasta nanoporer (hål i det gröna bottenskiktet). Ett pålagt elektriskt fält driver en dubbelsträngad DNA-molekyl (blå, vänster) in i hålet, som därefter drar det rosa hemolysinproteinet på plats. När det väl är monterat, dessa hybridnanoporer kan användas för att dra enkelsträngat DNA (blått, mitten) genom, för analys och sekvensering. Bild med tillstånd av Cees Dekker lab TU Delft / Tremani
Forskare vid Delft University of Technology och Oxford University tillkännager en ny typ av nanopore-enhet som kan hjälpa till att utveckla snabb och billig genetisk analys. I journalen Naturens nanoteknik (28 november), de rapporterar om en ny metod som kombinerar konstgjorda och biologiska material för att resultera i ett litet hål på ett chip, som kan mäta och analysera enskilda DNA-molekyler.
"Den första kartläggningen av det mänskliga genomet - där innehållet i det mänskliga DNA:t lästes av ('sekvenserade') - slutfördes 2003 och det kostade uppskattningsvis 3 miljarder US-dollar. Tänk om den kostnaden kunde sjunka till en nivå av en några hundra dollar, där alla kunde få sitt eget personliga genom sekvenserat. Det skulle göra det möjligt för läkare att diagnostisera sjukdomar och behandla dem innan några symtom uppstår." förklarar professor Cees Dekker vid Kavli Institute of Nanoscience i Delft.
En lovande enhet kallas en nanopore:ett litet hål som kan användas för att "läsa" information från en enda DNA-molekyl när den träs genom hålet.
Ny forskning av Dekkers grupp i samarbete med prof. Hagan Bayley vid Oxford University, har nu visat en ny, mycket mer robust typ av nanopore-enhet. Den kombinerar biologiska och konstgjorda byggstenar.
Dekker:"Nanoporer används redan för DNA-analys genom att infoga naturligt förekommande, porbildande proteiner till ett vätskeliknande membran gjord av lipider. DNA-molekyler kan dras individuellt genom poren genom att applicera en elektrisk spänning över den, och analyseras ungefär på samma sätt som musik läses från ett gammalt kassettband när det träs genom en spelare. En aspekt som gör denna biologiska teknik särskilt svår, dock, är beroendet av det ömtåliga lipidstödskiktet. Den här nya hybridmetoden är mycket mer robust och lämplig för att integrera nanoporer i enheter. '
Den nya forskningen, framförd främst av huvudförfattaren dr. Adam Hall, visar nu en enkel metod att implantera de porbildande proteinerna i ett robust lager i ett kiselchip. Väsentligen, ett enskilt protein är fäst till en större bit av DNA, som sedan dras genom en färdig öppning i ett kiselnitridmembran.
När DNA-molekylen trär genom hålet, det drar det porbildande proteinet bakom sig, så småningom placera den i öppningen och skapa en stark, chipbaserat system som är skräddarsytt för arrayer och enhetsapplikationer. Forskarna har visat att hybridenheten är fullt fungerande och kan användas för att detektera DNA-molekyler.
