کاهش هزینه‌های تعیین توالی DNA به کمک یک روش جدید

محققان دانشگاه ایلینویز با استفاده از شبیه‌سازیهای کامپیوتری به روش جدیدی جهت تعیین توالی DNA از طریق هدایت ملکلول به جلو و به عقب و در طی نانوحفره حجم‌سنج در یک تراشه نیمه هادی دست یافته‌اند. این روش منجر به ساخت ابزاری خواهد شد که توانایی شناسایی ژنهای انسانی را به سرعت دارا می‌باشد.

محققان دانشگاه ایلینویز با استفاده از شبیه‌سازیهای کامپیوتری به روش
جدیدی جهت تعیین توالی DNA از طریق هدایت ملکلول به جلو و به عقب و در طی
نانوحفره حجم‌سنج در یک تراشه نیمه هادی دست یافته‌اند. این روش منجر به
ساخت ابزاری خواهد شد که توانایی شناسایی ژنهای انسانی را به سرعت دارا
می‌باشد.

امکان تعیین توالی ژنهایی انسان با مبلغ ۱۰۰۰ دلار یا کمتر پنجره جدیدی به
سمت شخصی کردن پزشکی (یعنی بر اساس ژنتیک هر فرد دستورات پزشکی صادر شود) و
تعیین علل بسیاری از بیماریها خواهد گشود.

برخلاف تمایل گسترده‌ای که به استفاده از نانوحفره‌ها برای تعیین توالی
تاکنون وجود داشته است با این حال هنوزکسی نتوانسته است از این ابزار برای
تعیین توالی DNA استفاده کند. اما در این مطالعه محققان با بکارگیری روشی
خاص توانستند از ابزار مذکور برای تعیین توالی DNA استفاده کنند. به گفته
آنها با استفاده از شبیه‌سازیهای دینامیک ملکولی مشخص شد که حرکت روبه جلو
و عقب ملکول DNA دریک خازن نانوحفره با قطری در حدود ۱ میلی‌متر باعث ایجاد
اثر الکترواستاتیک ویژه‌ای می‌گردد که از آن برای خواندن توالیهای ژنی
می‌توان استفاده کرد.

در مطالعه شبیه‌سازی شده این محققان، خازن نانوحفره از دو لایه هادی
سیلیکونی که خود بوسیله یک لایه دی‌اکسید سیلیکون از همدیگر جدا شده‌اند
ساخته شده است. با عبور DNA از درون نانوحفره، میدان الکتریکی ملکول باعث
ایجاد پتانسیلهای الکترواستاتیک وابسته به نوع توالی می‌شودکه آن را
می‌توان در لایه‌های بالایی و پایین غشاء مخزن شناسایی کرد. نانوحفره‌ها در
غشاء های الکترونی ساخته شده‌اند و سیگنالهای ولتاژی حاصل از حرکت DNA در
این حفره‌ها ضبط شده‌اند.

در حال حاضر مشکل اصلی فراروی این افراد، کاهش نویز سیستم و کاهش سرعت
ملکولهای DNA در طی عبور از حفره است.