新兴DNA测序技术

　　

 

   

图片:Dr. Moon Kim, the Louis Beecherl Jr. Distinguished Professor in the Erik Jonsson School of Engineering and Computer Science, and fellow researchers developed a nanopore sequencing platform that…

图片来源:德克萨斯大学达拉斯分校

纳米孔技术有望使开发小型、便携、廉价的实时DNA测序设备成为可能。然而，其中一个挑战是如何让这项技术更加精确。

德州大学达拉斯分校的研究人员通过开发一种纳米孔测序平台，向这个目标又迈进了一步。该平台首次可以检测到碱基的存在，碱基是DNA和RNA的组成部分。该研究于2月11日在线发表，并刊载于Electrophoresis杂志4月印刷版的封底。

“通过使我们能够检测碱基的存在，我们的平台可以帮助提高纳米孔测序的灵敏度，”Moon Kim博士说，他是Erik Jonsson工程和计算机科学学院的材料科学与工程教授和Louis Beecherl Jr.杰出教授。

目前，大多数DNA测序是通过在实验室用荧光染料准备样本，并使用激光确定四个碱基的序列来完成的，这四个碱基是遗传密码的基本单位:腺嘌呤(A)，胞嘧啶(C)，鸟嘌呤(G)和胸腺嘧啶(T)。当被光照时，每个碱基发出不同的波长，这使得科学家可以确定其序列。

在纳米孔测序中，DNA样本被解开，头发状的链被送入一个小孔，或称纳米孔，通常是在制作的膜上。当它通过纳米孔时，DNA链会干扰通过薄膜的电流。电流根据DNA分子的特征(如大小和形状)做出不同的反应。

“随着DNA通过纳米孔，电信号会发生变化，”Kim说。“我们可以通过监测信号来读取DNA的特征。”

推进纳米孔测序的挑战之一是难以控制DNA链在纳米孔中移动的速度。德州大学达拉斯分校的研究团队专注于解决这个问题，他们制造了一种原子薄的固态(或非生物)薄膜，涂层有二氧化钛、水和离子液体，以减缓分子通过薄膜的速度。在液体溶液中加入水来放大电信号，使其更容易阅读。

“通过使我们能够检测碱基的存在，我们的平台可以帮助提高纳米孔测序的灵敏度。”

研究人员的下一步将是推进这个平台，更快地识别每个碱基。Kim说这个平台也为其他生物分子的测序提供了可能。

金说:“我们的最终目标是拥有一种快速、准确、可在任何地方使用的手持DNA测序设备。”“这将降低DNA测序的成本，并使其更容易实现。”

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