گروهی از محققان دانشگاه بوستون روشی برای توالی‌سنجی سریع DNA توسعه داده‌اند که در نوع خود بی‌نظیر است.
توالی‌سنجی سریع و ارزان DNA، از رویا تا واقعیت
به دست آوردن اطلاعات وسیع در مورد ساختار ژنتیکی انواع مختلف سرطان‌ها نشان می‌دهد که این اطلاعات تا چه حد می‌توانند قابلیت بالایی در تعیین نوع داروی مورد استفاده در درمان بیماران مختلف داشته باشند. با این حال برای استفاده از این قابلیت‌ها، محققان حوزه سرطان باید ارتباط میان تغییرات ژنتیکی خاص در یک تومور و پاسخ آن تومور به درمان با یک داروی مشخص را بیابند؛ از سوی دیگر متخصصان فناوری باید روش‌های سریع‌تری برای تعیین جهش‌های خاص توسعه دهند، به نحوی که استفاده از این روش‌ها برای تک‌تک بیماران اقتصادی و مقرون به‌صرفه باشد.
حال آمیت ملر و همکارانش در دانشگاه بوستون به پیشرفتی دست یافته‌اند که شاید بتواند به نیاز دوم پاسخ دهد. آنها تک‌مولکول‌های DNA را از نانوحفره‌های باردار الکتریکی عبور داده و توانستند توالی‌های ژنتیکی خاص را در این مولکول‌ها تشخیص دهند. اگر کارایی این روش ثابت شود، می‌تواند جایگزین روش‌های دیگر تشخیص جهش‌های ژنتیکی گردد که شامل فرایندهای گران و زمان‌بر تکثیر هستند.
این محققان برای ساخت ابزار خود از یک تابش الکترونی متمرکز استفاده کرده و یک حفره با قطر ۴ تا ۵ نانومتر در یک غشای نیترید سیلیکونی ایجاد کردند. سپس این غشا را میان دو اتاقک سیال قرار داده و با استفاده از یک جفت الکترود نقره/کلرید نقره یک میدان الکتریکی به آن اعمال نمودند. جریان اعمالی موجب می‌شود مولکول‌های منفرد DNA وارد حفره شده و در حین ورود به آن پیچ‌خوردگی آنها باز شود.
این پژوهشگران برای شناسایی یک توالی ژنتیکی مشخص، ابتدا یک قطعه کوچک از DNA را که مکمل توالی مورد نظر بوده و پپتید نوکلئیک اسید یا PNA نامیده می‌شود، با DNA مورد بررسی مخلوط نمودند. از آنجا که PNA مورد نظر مکمل بخش خاصی از DNA مورد بررسی است، به آن بخش پیوند می‌یابد. زمانی که توالی DNA-PNA از حفره عبور می‌کند، جریان عبوری میان دو الکترود تغییر می‌کند. محققان نشان داده اند که این تغییر به راحتی از تغییر ایجاد شده توسط DNA دورشته‌ای فاقد PNA قابل تشخیص است. این ابزار می‌تواند در هر ثانیه یک مولکول DNA را آنالیز کند.
جزئیات این کار در مقاله‌ای با عنوان:
“Nanopore Based Sequence Specific Detection of Duplex DNA for Genomic Profiling” در مجله Nano Letters منتشر شده است. خلاصه‌ای از این مقاله در سایت مجله قابل دسترسی است.
