Nanopore将进行快速的DNA测序

 作者:公西岗唷     |      日期:2018-02-01 04:36:50
汤姆西蒙特(Tom Simonite)一种利用“纳米孔”检测电子变化的新技术,如DNA链通过它可以加速DNA测序200次以上研究人员称,该系统可在数小时内处理人类基因组,与今天最佳实验室所需的6个月相比美国物理学家在理论上使用了超过100,000个相互作用原子的详细计算机模拟对该技术进行了测试 DNA测序纳米孔尚未构建,但您可以在这里查看模拟(mpeg格式)当使用穿过纳米孔的DNA链时,使用内置于孔侧的电极,该装置将通过在DNA链上运行电流来工作检测对应于构成DNA的四个不同碱基或“字母”的电流变化将在序列通过时读出序列美国加利福尼亚大学圣地亚哥分校的物理学家约翰·拉格奎斯特(Johan Lagerqvist)解释说:“因为我们所有的物理学家都在研究这个问题,所以我们从最底层开始 - 使用原子” Lagerqvist及其同事通过模拟短DNA链中的100,000个原子,氮化硅纳米孔,其电极和周围的化学溶液将如何相互作用来测试该系统的虚拟版本因为DNA是一种酸,它具有负电荷,并且可以通过另一侧的正电极通过纳米孔吸收但研究人员发现,为了准确记录链条通过时的序列,孔内部的电极必须多次扫描每个基底 “每个基地在当前引起的变化并不总是相同,”Lagerqvist解释道 “它们重叠了一点,但是我们可以通过对每个基座进行多次测量来解决这个问题”从每个基座读取平均70个读数,使扫描仪准确率达到99.9%在实验室培养皿中,像虚拟模型中使用的DNA片段只需要几微秒即可通过毛孔,但对该过程进行建模需要大约一周的40台高功率计算机 “规模很小,每个原子都很重要,”拉格奎斯特说 “我们能够证明这个系统可以运行,并且已经存在的组件已经存在,现在所需要的就是将它们组合在一起”事实上,美国马萨诸塞州哈佛大学的一个独立团队一直在尝试构建这样的纳米孔哈佛大学纳米孔组织的负责人丹尼尔·布兰顿说:“使用纳米孔和电流来观察DNA具有巨大的潜力” “这种技术也可用于其他聚合物,如蛋白质或人工分子而且这些信息具有各种有价值的用途我们和其他团体已经对此感兴趣了一段时间,但是这个新的模拟给出了关于如何使用这种设备的具体细节“哈佛集团正在试验在纳米孔内添加碳纳米管 - 沉积硅后留下的孔隙氮化物以留下毛孔的方式碳纳米管将充当孔内的电极 “我们已经设法将这些管和毛孔清晰地结合在一起,”布兰顿说 “由于管子具有良好的电性能,它们可以起到穿过孔隙的分子电流的作用”虽然结果很有希望,DNA的快速扫描仍然取决于解决仍然困难的施工问题 “我们已经测量了一些来自孔隙中分子的原理信号的证据,”Branton说,“但我们谈论的是将纳米级别的东西放在一起,这是不容易做到的”期刊参考: