Forskare från University of Oxford har konstruerat en "molekylär behållare, " som kan flytta enskilda DNA-strängar genom ett proteinnanorör.

Den lilla behållaren fungerar genom att skapa och bryta i sekvens enkla kemiska bindningar som fäster den på ett spår i nanoskala. Detta kan slås på, av eller omvänd av en liten elektrisk potential, vilket i slutändan kan göra det lämpligt för användning i nanopore DNA-sekvenseringsenheter.

Professor Hagan Bayley vid Oxford Universitys avdelning för kemi, som ledde forskningen, sa:"Att kunna kontrollera molekylär rörelse är den heliga gralen för att bygga maskiner i nanoskala. Att kunna bearbeta enstaka molekyler av DNA under exakt kemisk kontroll kan ge ett alternativ till användningen av enzymer i DNA-sekvenseringsteknologier, förbättra deras hastighet och antalet molekyler som kan analyseras parallellt."

Nobelpriset 2016 delades ut delvis för konstruktion av molekyler med glidande och roterande element, demonstrerar betydelsen av denna teknik för många områden. Oxford-teamet har avsevärt utvecklat denna teknik genom att producera molekyler som gör hoppsteg på under-nanometer som kan detekteras en i taget och är föremål för extern kontroll.

Tratten tar för närvarande några sekunder för varje steg, och forskarna försöker nu öka hastigheten på kemin såväl som längden på banan, som för närvarande är begränsad till sex fotfästen.

Hur behållaren fungerar

Hopprörelsen använder mycket enkel kemi baserad på 3 svavelatomer [tiol/disulfid utbyte], som uppstår i vatten vid rumstemperatur. Tratten tar steg under nanometer (0,7 nm), och drivs och styrs av ett elektriskt fält; hoppriktningen kan ändras genom att vända det elektriska fältet. Allt detta övervakas i realtid på enstaka molekylnivå.

En spärrrörelse krävs för nanopore-sekvensering, vilket för närvarande uppnås genom att använda ett enzym. Hopprörelsen i den nyligen publicerade enheten är en kemisk spärr och denna princip kan tillämpas på DNA- och RNA-sekvensering eftersom stegstorleken liknar avståndet mellan nukleotiderna i enkelsträngat DNA.

Hela tidningen, "Riktningsstyrning av en processiv molekylär tratt, "publiceras i tidningen Vetenskap .