|
فیزیکدان‌های دانشگاه واشینگتن روشی پرسرعت و ارزان ابداع
کرده‌اند که می‌توان از آن برای کار در مقیاس بسیار کوچک در مورد توالی DNA
استفاده کرد.
با این روش می‌توان پنجره تازه برا ی علم پزشکی گشود برای
مثال می‌توان از آن برای پیش‌گویی‌های ژنتیکی در خصوص بروز شرایط خاص و
بیماری‌هایی مانند سرطان، دیابت یا اعتیاد بهره گرفت.
جینز کاندلچ،
پروفسور فیزیک در دانشگاه واشینگتن و نویسنده اصلی مقاله‌ای که این روش
جدید را در مجله آکادمی ملی علوم شرح می‌دهد، می‌گوید: امیدست که در
طی ۱۰ سال آینده مردم بتوانند از توالی DNA خود مطلع شوند و با این طریق
علم پزشکی بتواند پیش گویی کند.
این تکنیک DNAخوانی را می‌سازد که
ترکیبی از زیست‌شناسی و فناوری نانو است که در آن از نانوپوری استفاده
می‌شود که از میکروباکتری سمگماتیس پورین گرفته شده است. این نانوپور دارای
یک سوراخ به اندازه یک بیلیونیوم متر است و به اندازهای است که یک رشته از
DNA می‌تواند از آن عبور کند.
این دانشمندان این سوراخ را در یک غشا
قرار داده‌اند که با محلول پتاسیم کلراید احاطه شده است. ولتاژ کمی برای
ایجاد جریان یونی که از نانوپور می‌گذرد اعمال می‌شود و امضای الکتریک
جریان بسته به نوکلئوتیدهایی که از این نانوپور می‌گذرند تغییر می‌کنند. هر
یک از این نوکلئوتیدها – ستوزین، گوانین، آدنین و تیمین- که اساس DNA هستند
امضایی مختص خود دارند.
این تیم دو مسئله مهم را حل کرده‌اند. یکی ایجاد
یک سوراخ کوچک که تنها از آن یک رشته DNA عبور کند و تنها یک مولکول DNA
منفرد در هر لحظه از آن عبور کند. در این ارتباط میشل نیدرویز در دانشگاه
آلباما باکتری سمگماتیس. ام را برای ایجاد این سوراخ تغییر داد.
مسئله دیگر، بنا به گفته گاندلش، این بود که نوکلئوییدها با سرعت یک در هر
میلیونیوم ثانیه از نانوپور می‌گذشتند که برای دریافت سیگنال از هر مولکول
DNA بسیار سرعتی بالا بود. برای حل این مشکل، محققان یک بخشی از DNA دو
رشته‌ای را بین هر نوکلئوتید که آنها می‌خواستند اندازه‌گیری کنند متصل
کردند. رشته دوم قدری لبه نانوپور را می‌کشید و سرعت عبور DNA را کاهش
می‌داد داد یک نوکلئوتید از سوراخ بگذرد و به‌وسیله‌ی DNAخوان خوانده شود.
بعد از چند میلی ثانیه، بخش دو رشته‌ای جدا می‌شد تا DNA عبور کند و مجدد
این بخش برای خواندن نوکلئوتید بعدی متصل می‌شد.
گاندلش می‌گوید: این
تأخیر در حد هزارم ثانیه به اندازهای بود که سیگنال‌های الکتریکی از
نوکلئوتیدهای هدف گرفته شود. ما می‌توانیم عملا توالی DNA را با کمک یک
اسیلوسکوپ بخوانیم.
در کنار گاندلش و نیدرویس، سایر افراد همکار در این
کار عبارتند ازای یان درینکتون، تام باتلر، الیزابت مانرااو و مارکوس
کولینز از دانشگاه واشنینگتون و میخائیل پاولنوک در دانشگاه آباما
–بیومنگام.
این کار به‌وسیله‌ی مؤسسه ملی بهداشت و مرکز تحقیقات ملی
گنوم به‌عنوان بخشی از برنامه برای ایجاد فناوری توالی ژنی انسان تأمین
اعتبار شد این پروژه که از سال ۲۰۰۴ آغاز به کار کرد ه است تاکنون ۱۰
میلیون دلار هزینه داشته است.گاندلش می‌گوید: نتایج کار ما دریچه‌ای جدید و
اساسی برای خلق فناوری توالی است که امیدواریم که اکنون بتوانیم آن را
به‌صورت یک فرایند مکانیزه تبدیل کنیم.
|
