فناوری نانو و خواندن سریع‌تر و ارزان‌تر کد ژنتیکی

دانشمندان دانشگاه ایالتی آریزونا در تلاش هستند که با کمک فناوری‌نانو روشی برای خواندن سریع‌تر و ارزان‌تر کد ژنتیکی DNA توسعه دهند.

دانشمندان دانشگاه ایالتی آریزونا در تلاش هستند که با کمک فناوری‌نانو روشی برای
خواندن سریع‌تر و ارزان‌تر کد ژنتیکی DNA توسعه دهند. آنها با عبور بازهای شیمیایی
DNA از یک نانوشکاف بین دو الکترود طلا، یک روش خواندن DNA توسعه داده‌اند که می‌تواند
چهار جزء شیمیایی اصلی را تمیز دهد. تمیز بین این چهار جزء، کلیدی برای باز کردن کد
حیاتی وراثت و سلامتی بشر است.

این محققان برای رسیدن به هدف‌شان به دنبال ساخت DNAخوان نانومقیاسی بودند که
بتواند همانند یک اسکنر وارسی سوپرمارکت کار کند و سریعاً هنگام عبور DNA از آن،
چهار جزء کد ژنتیکی DNA با علامت‌های اختصاری A، G، C و T، را از همدیگر تمیز دهد.
آنها برای این کار نیاز به توسعه معادلی از نخ‌‌کشی چشم یک سوزن در مقیاس نانو
داشتند. در این حالت DNA مانند نخی است که هنگام عبور از جلوی این چشم‌ مورد تجزیه
و تحلیل قرار می‌گیرد.

 

 
این محققان برای اندازه‌گیری‌هایشان از چشم‌های فناوری نانو، میکروسکوپ‌های
تونل‌زن پیمایشگر(STM) و نیروی اتمی(AFM)، استفاده کردند. این میکروسکوپ‌ها
یک نوک الکترودی ظریفی دارند که خیلی نزدیک نمونه DNA نگه داشته می‌شود.
آنها در جدیدترین ابداع‌شان دو الکترود، یکی روی انتهای پروب میکروسکوپ و
دیگری روی سطح، ساختند. این دو الکترود نوک‌هایی داشتند که برای جذب و
گرفتن DNA میان یک شکاف، شبیه یک جفت انبرک شیمیایی، به صورت شیمیایی اصلاح
شده بودند.

این شکاف بین این الکترودهای عامل‌دار‌شده باید برای یافتن پیوند‌های
شیمیایی لحظه‌ای (هنگام عبور DNA از آن) تنظیم شود، به‌طوری که موقعی که یک
باز شیمیایی منفرد DNA از سرتاسر یک شکاف نانومتری به قطر 5/2 نانومتر بین
این دو الکترود طلا عبور کند، به‌صورت لحظه‌ای به این الکترودها می‌چسبد و
یک افزایش کوچک در جریان مشاهده می‌شود. هرکدام از بازهای DNA یک تغییر خاص
و متفاوت در جریان ایجاد می‌کنند.

این محققان نتایج خود را در مجله‌ی Nano Letters منتشر کرده‌اند.