• Home
  • Kemi
  • Astronomien
  • Energi
  • Naturen
  • Biologi
  • Fysik
  • Elektronik
  • Nanoporer kan kartlägga små förändringar i DNA som signalerar stora förändringar i cancer

    University of Illinois forskare utvecklade en metod för att upptäcka och kartlägga DNA-metylering, som kan vara ett tecken på cancer, genom att trä DNA:t genom ett litet hål i ett tunt ark av ledande material med en ström som går genom det. Upphovsman:Aditya Sarathy

    Att upptäcka cancer tidigt, precis som förändringar börjar i DNA, kan förbättra diagnos och behandling samt ytterligare vår förståelse av sjukdomen. En ny studie från University of Illinois forskare beskriver en metod för att upptäcka, räkna och kartlägga små tillägg till DNA som kallas metyleringar, som kan vara ett varningstecken för cancer, med oöverträffad upplösning.

    Metoden trär DNA-strängar genom ett litet hål, kallas en nanopor, i ett atomärt tunt materialark med en elektrisk ström som går genom den. Studien publicerades i det första numret av tidskriften npj 2D-material och applikationer , en ny tidskrift från Nature Press.

    "En eller några metyleringar är ingen stor sak, men om det är många av dem och de är packade tätt intill varandra, då är det dåligt, " sa studieledaren Jean-Pierre Leburton, professor i el- och datateknik vid Illinois. "DNA-metylering är faktiskt en startprocess för cancer. Så vi vill upptäcka hur många av dem det finns och hur nära varandra de är. Det kan berätta för oss i vilket stadium cancern är."

    Andra försök att använda nanoporer för att detektera metylering har varit begränsade i upplösning. Forskare börjar med att stansa ett litet hål i ett platt material som bara är en atom eller molekyl tjock. Poren är nedsänkt i en saltlösning och en elektrisk ström appliceras för att driva DNA -molekylen genom poren. Dips i de aktuella varningsforskarna att en metylgrupp passerar. Dock, när två eller tre är nära varandra, poren tolkar det som en signal, sa Leburton.

    Illinois -gruppen försökte ett något annorlunda tillvägagångssätt. De applicerade en ström direkt på det ledande arket som omger poren. Arbetar med Klaus Schulten, professor i fysik i Illinois, Leburtons grupp vid Illinois Beckman Institute for Advanced Science and Technology använde avancerade datorsimuleringar för att testa applicering av ström till olika platta material, såsom grafen och molybdendisulfid, som metylerat DNA träddes igenom.

    "Våra simuleringar indikerar att mätning av strömmen genom membranet istället för bara lösningen runt det är mycket mer exakt, " sa Leburton. "Om du har två metyleringar nära varandra, även bara 10 baspar bort, du fortsätter att se två fall och ingen överlappning. Vi kan också kartlägga var de är på strängen, så vi kan se hur många det finns och var de finns."

    Leburtons grupp arbetar med medarbetare för att förbättra DNA-trådning, att minska bruset i den elektriska signalen och att utföra experiment för att verifiera deras simuleringar.


    © Vetenskap https://sv.scienceaq.com