طی پنج سال گذشته، پژوهشگران در جستجوی راهی برای استفاده از حفرات نانومتری به‌عنوان ابزاری برای تعیین توالی اسید نوکلئیک بوده‌اند. در تئوری، چنین حفره‌هایی باید در ازای عبور هر یک از چهار باز نوکلئوتیدی به‌عنوان اجزای DNA از درون حفره، پاسخ منحصر به فردی ایجاد نمایند. هم‌اکنون، پژوهشگران آکسفورد در انگلستان، سیستمی که می‌تواند هر جزء از بازهای DND را در هنگام عبور از درون نانوحفره‌ی پروتئینی اصلاح‌شده، بطور مستقیم شناسایی نماید؛ را با موفقیت آزمایش کرده‌اند
تعیین توالی DNA با نانوحفره‌ها و کاهش هزینه آنالیز
|
طی پنج سال گذشته، پژوهشگران در جستجوی راهی برای استفاده از حفرات نانومتری به‌عنوان ابزاری برای تعیین توالی اسید نوکلئیک بوده‌اند. در تئوری، چنین حفره‌هایی باید در ازای عبور هر یک از چهار باز نوکلئوتیدی به‌عنوان اجزای (DNA) از درون حفره، پاسخ منحصر به فردی ایجاد نمایند. هم‌اکنون، پژوهشگران آکسفورد در انگلستان، سیستمی که می‌تواند هر جزء از بازهای DND را در هنگام عبور از درون نانوحفره‌ی پروتئینی اصلاح‌شده، بطور مستقیم شناسایی نماید؛ را با موفقیت آزمایش کرده‌اند. به گفته دکتر گوردن سانگهرا، مدیر اجرایی آکسفورد با توسعه بیشتر، این سیستم می‌تواند ابزارهای گران‌قیمت، مواد شیمیایی و زمان آزمایشگاهی لازم برای انجام روش‌های فعلی را به مقدار زیادی کاهش دهد. وی می‌گوید: شما برای بدست آوردن یک سری اطلاعات به‌جای چند روز تنها چند ساعت زمان نیاز دارید و ابزارهای مورد نیازتان نیز بسیار ساده‌تر است. “ بیشتر تعیین‌کننده‌های توالی فعلی (DNA) از برچسب‌های شیمیایی فلوئورسانت استفاده می‌کنند. این برچسب‌ها به هر یک از چهار ماده شیمیایی که یک “نامه” را در رشته (DNA) ایجاد می‌نمایند، متصل می‌شوند. دوربین‌ها و نرم‌افزارهای پیچیده، این برچسب‌ها را می‌خوانند تا ژن‌ها را شناسایی کنند. در مقابل، در سیستم این دانشمندان، یک نامه (DNA) در حین عبور از حفره میکروسکوپی که به‌طور زیستی طراحی‌شده و نانوحفره نام دارد ارسال می‌گردد. یک جریان الکتریکی که از داخل حفره عبور می‌کند، نسبت به هر یک از چهارنامه در کد ژنتیک پاسخ متفاوتی داده و لذا پژوهشگران قادر خواهند شد تا هر نامه را به دقت بخوانند. این موضوع که شما بتوانید هر یک از چهار باز را با سیگنال‌های الکترونیکی خالص تشخیص دهید، یک پیشرفت باورنکردنی است. پیشرفت‌های فناوری تعیین توالی از زمانی که نقشه کد ژنتیک در پروژه ژنوم انسانی در سال ۳-۲ و با هزینه سیصد میلیون دلار به اتمام رسید، سرعت یافته است. اگرچه دولت فدرال میلیون‌ها دلار به منظور تحقیقات در زمینه توالی (DNA) اختصاص داده است به این امید که اسکن ژنوم در سال ۲۰۱۴ به هزار دلار برسد، سرعت فعلی در حدود یکصدهزار دلار است. به اعتقاد این محققان، با تعیین توالی با نانوحفره‌ها می‌توان ادعای هزار دلار اسکن را داشت. به هر صورت، این شرکت از نانوحفره‌ها تنها برای خواندن نامه‌های DNAهای مجزا استفاده کرده است. اما در تلاش است تا سیستم خود را برای اسکن کردن داخل رشته‌های (DNA) بهبود بخشد. نتایج این تحقیق در مجله‌ی Nature Nanotechnology منتشر شده‌است. |
