Forskning publicerad denna vecka i Naturens nanoteknik visar en ny metod för enzymkontrollerad förflyttning av en enkel DNA-sträng genom ett protein nanopore. Pappret, av forskare vid University of California Santa Cruz (UCSC), representerar ett nyckelsteg mot nanopore-sekvensering av DNA-strängar.
Publikationen beskriver observationen av enkelsträngat DNA (ssDNA) när det translokerar genom ett protein nanopore, alfahemolysin (AHL). Rörelse av ssDNA kontrollerades av polymeras-underlättad replikering av individuella DNA-molekyler. Denna rörelse skulle kunna initieras under elektronisk kontroll. Polymerasaktivitet visade sig vara blockerad i lösning när ssDNA inte var vid nanoporeöppningen, infångning av strängen av poren tar emellertid bort en blockerande sträng av nukleotider och tillåter polymeraset att fungera på den fångade strängen.
UCSC-forskare samarbetar med Oxford Nanopore Technologies Ltd i utvecklingen av en ny generation elektroniska, en molekyl DNA-sekvenseringsteknologi. I metoden "strängsekvensering" ström genom en nanopor mäts när en DNA-polymer passerar genom den poren. Förändringar i denna ström används för att identifiera DNA-baserna på DNA-molekylen, i turordning. Detta dokument tar upp en nyckelutmaning för DNA-strängssekvensering:fin kontroll av translokationen av DNA-strängen genom nanoporen, i en hastighet som är konsekvent och tillräckligt långsam för att möjliggöra exakt identifiering av individuella DNA-baser. De Naturens nanoteknik Arbetet visar för första gången att en strängs rörelse kan kontrolleras med hjälp av elektronisk återkoppling och att ett enzym kan flytta en sträng mot ett fält medan det är placerat ovanpå nanoporen.
"Teknikerna som beskrivs i detta dokument är ett framsteg mot elektroniska, enkelmolekylär DNA-sekvensering av DNA-strängar", säger utredaren professor Mark Akeson vid University of California, Santa Cruz. "Elektronisk kontroll av DNA-translokation genom ett protein nanopore är ett vetenskapligt mål som vi har strävat mot i åratal och dessa metoder ligger nu till grund för fortsatt arbete i våra laboratorier. Vi är glada över vårt samarbete med Oxford Nanopore, vars parallella nanoporavkänningsstrategi är imponerande."
