Nanoporer är kanaler som forskare kan skapa i ett tunt membran, en nanometer i diameter, genom vilka nukleinsyra eller andra molekyler kan passera. När en molekyl passerar igenom översätts dess molekylära sammansättning till elektroniska signaler.
De elektroniska signalerna är som en ström av tal som sedan kan analyseras för att härleda egenskaper hos molekylerna. Detta kan potentiellt åstadkommas med nanoporer mycket snabbare och billigare än med nuvarande DNA-sekvenseringsmetoder. Men hittills har tekniken begränsats av svårigheten att göra nanoporer som kan upptäcka nukleinsyrasekvenser med hög noggrannhet.
Forskarna, ledda av University of Illinois i Chicago, har upptäckt hur man gör nanoporer som är mycket selektiva för nukleinsyror, baserat på insikter som erhållits genom att använda avancerad datormodellering och experimentella tekniker. De visade användningen av molekylär igenkänning för att justera selektiviteten och känsligheten hos nanoporer för nukleinsyror.
"Vi ville kunna kontrollera denna selektivitet", säger studieförfattaren William Schoch, UIC-docent i maskin- och industriteknik. "Det visar sig att genom att ändra den molekylära byggstenssammansättningen av dessa kanaler kan vi faktiskt konstruera dem för att vara mycket mer selektiva för målmolekyler. Det här är vad vi inte visste tidigare."
Forskarna skapade sina kanaler med hjälp av DNA-origami - en metod där DNA viks till ett givet arrangemang eller form. Genom att göra det kunde de introducera kemiska grupper som specifikt binder nukleinsyrasträngar, men som har liten interaktion med andra typer av molekyler.
När de finjusterar sitt tillvägagångssätt tror forskarna att de kan öka noggrannheten i mätningarna avsevärt, vilket öppnar dörren till ett revolutionerande sätt att sekvensera DNA.
Forskargruppen inkluderar University of Illinois i Chicago, University of California, Berkeley och California State University, Long Beach, samt forskare från Kina och Saudiarabien.
