Спеціалісти із Університету Бостона розробили метод підготовки зразка ДНК до секвенування геному, що є значно швидшим і точнішим від існуючих. Окрім того новий метод дозволяє значно зменшити кількість ДНК, необхідну для аналізу і позбутися дорогого і тривалого етапу ампліфікації ДНК.
Дослідницька група Хаміта Меллера повідомляє про революційну роботу по детекції молекул ДНК, що проходять через нанопори в кремнії. Для продавлювання довгих ниток ДНК через пори (ширина яких становить до 4 нм) дослідники використовують електричне поле. Вимірювання дозволяють фіксувати проходження через нанопору поодинокої молекули нуклеїнової кислоти.
Меллер відмічає, що результати дослідження демонструють можливість визначення і аналізу менших кількостей ДНК, ніж це було можливо до даного часу. Він додає, що секвенування або профілювання геному з допомогою нанопор дозволить зменшити кількість ДНК, необхідну для аналізу.
У даний час перед секвенуванням ДНК необхідно провести ампліфікацію нуклеїнової кислоти для отримання мільярдів копій, необхідних для процедури розшифрування послідовності пар азотистих основ. Окрім того, що для ампліфікації потрібні додаткові час і ресурси, процес ампліфікації може призводити до спотворення структури продуктів копіювання нуклеїнової кислоти.
У групі Меллера було вирішено використовувати електричні поля, локалізовані біля “вихідних отворів” нанопор для впливу на довгі негативно заряджені нитки ДНК і протягування їх через нанопори, після проходження яких молекула ДНК може бути вивчена детальніше. Такий підхід дозволяє використовувати меншу кількість копій ДНК для подальшого аналізу.
Для розробки нового методу дослідники вивчили електрофізичні явища, що проходять на нанорівні, на якому неможливо повноцінно використовувати принципи макроскопічної фізики. У процесі дослідження було виявлено, що нитки ДНК із великою довжиною проходять через пори із більшою швидкістю. Ця обставина дозволяє говорити про те, що система із нанопор може бути оптимізована для детекції довгих ниток ДНК, що складаються із десятків тисяч і навіть більшої кількості пар азотистих основ. Ця обставина може призвести до істотного прискорення процедури аналізу геному, дозволяючи безпосередньо аналізувати довгі ланцюги ДНК, замість того щоб нарізати їх і відновлювати структуру за фрагментами коротких відрізків.
Меллер додає, що існуючі технології ампліфікації ДНК обмежують розміри аналізованої ДНК тисячою парою основ. Оскільки новий метод дозволяє позбутися від процедури ампліфікації, він не лише знижує вартість, часові затрати і рівень помилок, характерні для аналізу ДНК попередніми методами, але й дозволяє вивчати нитки ДНК, значно довші, ніж це можливо внаслідок обмежень, характерних для існуючих методів.
Дослідники не зупинилися на досягнутому, продовживши модифікувати розроблену методику. Для зміни параметрів електричного поля біля пор вони застосували градієнти концентрації солей, які дозволили прискорити час захоплення молекул ДНК полем, таким чином, сприяючи швидшому їх проходженню через нанопори і зменшенню кількості ДНК, необхідних для точних вимірювань.
Ресурс: http://www.chemport.ru/datenews.php?news=1952