Отправляет email-рассылки с помощью сервиса Sendsay

Нанотехнологии в медицине и биологии

Подписаться Бесплатная «Серебряная» новостная рассылка . Подписчиков 255 RSS
←   Декабрь 2009   →
 1
 2
 3
 4
 5
 6
 7
 8
 9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31


За последние 60 дней ни разу не выходила


Сайт рассылки: http://www.lifesciencestoday.ru
Открыта: 05-08-2009

Автор
врач-терапевт Л.Вайс

Статистика

255 подписчиков
0 за неделю
←   Все выпуски   →

Быстрый и дешевый метод секвенирования ДНК


ВЫПУСК 55

 

 

 

Быстрый и дешевый метод секвенирования ДНК

 

Специалисты в области биомедицинской инженерии из Бостонского университета (Boston University) разработали более быстрый и дешевый, чем существующие в настоящее время, метод секвенирования последовательностей генома путем значительного сокращения количества необходимого ДНК, устранив, таким образом, дорогостоящий, трудоемкий и чреватый ошибками процесс амплификации.

 

В исследовании, опубликованном в он-лайн издании Nature Nanotechnology, группа ученых под руководством доцента кафедры биомедицинской инженерии Бостонского университета Амита Меллера (Amit Meller) подробно описывает свою новаторскую работу в области обнаружения молекул ДНК при их прохождении через кремниевые нанопоры. Технология использует электрические поля, проводящие длинные цепочки ДНК через нанопоры диаметром в 4 нанометра подобно тому, как нитка проходит через игольное ушко. Для детектирования отдельной молекулы ДНК, проходящей через нанопоры, метод использует измерение слабых электрических токов.

 

«Наше исследование показывает, что мы можем детектировать гораздо меньшее количество ДНК, чем раньше», - говорит Меллер. «Осуществляя секвенирование ДНК или профилирование генома, мы можем использовать наш подход захвата нанопорами для значительного уменьшения числа копий, используемых в этих измерениях».

 

В настоящее время для секвенирования генома используется амплификация ДНК с целью получения миллиардов копий молекул, достаточных для анализа. Помимо затрачиваемого времени и дороговизны процесса амплификации некоторые полученные молекулы – как фотокопии фотокопий – получаются менее совершенными, так как имеют нарушения структуры. Меллер и его коллеги из Бостонского университета, Нью-Йоркского университета (New York University) и израильского Университета Бар-Илан (Bar-Ilan University) использовали электрические поля вокруг устья нанопор для притяжения длинных отрицательно заряженных цепочек ДНК и продвижения их через нанопоры, после чего последовательности ДНК могут быть детектированы. При таком подходе требуется гораздо меньшее количество копий молекул.

 

Для создания своего метода ученые должны были разобраться в электрофизике на наноуровне, где правила, работающие в обычном для нас мире, не применимы. Они сделали неожиданное открытие: чем длиннее цепочка ДНК, тем быстрее она подходит к устью нанопоры.

 

«Это по истине удивительно», - говорит Меллер. «Можно было бы ожидать, что чем длиннее «спагетти» - цепочка ДНК – тем сложнее ей будет найти конец поры. В то же время это открытие означает, что система нанопор оптимизирована для обнаружения длинных последовательностей - десятков тысяч пар оснований или даже более того. Это может значительно ускорить секвенирование генома, позволяя проводить анализ длинных цепочек ДНК, вместо сбора результатов, полученных на многих коротких фрагментах».

 

«Технология амплификации ограничивает длину молекул ДНК до тысячи пар оснований», - добавляет Меллер. «Так как в нашем методе не применяется амплификация, это не только снижает стоимость, время и вероятность ошибок при репликации ДНК, но также и позволяет проводить анализ очень длинных цепочек ДНК, гораздо длиннее, чем это возможно вследствие ограничений, налагаемых существующими методами».

 

Обладая такой информацией, Меллер и его коллеги решили оптимизировать эффект применения своего метода. Они использовали градиенты концентрации солей для изменения электрического поля вокруг нанопор, что позволило увеличить скорость захвата молекул ДНК и укоротило разрыв времени между прохождением отдельных молекул, таким образом, уменьшив количество ДНК, необходимое для точных измерений. Вместо того чтобы молекулы ДНК плавали вокруг нанопор до тех пор, пока ни попадут туда случайно, цепочки целенаправленно направляются в отверстие.

 

Увеличив уровень захвата на несколько порядков, ученые уменьшили количество молекул ДНК, необходимых для анализа, в 10000 раз – с 1 миллиарда до 100000.

 

 

По материалам Boston University.

 

 

Оригинал статьи:

 

Faster, cheaper DNA sequencing method developed

 

 

 

 
В избранное