در نتیجه یک تکنیک جدید برای کنترل حرکت تک‌رشته‌های DNA در حین عبور از یک – قرائت‌کننده – نانومنفذ پروتئینی، تعیین‌توالی سریع و ارزان DNA یک قدم نزدیک‌تر شد. این پیشرفت، که کار رضا غدیری و همکارانش از موسسه پژوهشی اسکریپس می‌باشد، توانست بر مشکل بنیادی در تعیین‌توالی DNA با استفاده از نانومنفذها فائق آید.
غلبه بر مشکل تعیین‌توالی سریع و ارزان DNA
در نتیجه یک تکنیک جدید برای کنترل حرکت تک‌رشته‌های
DNA در حین عبور از یک “قرائت‌کننده” نانومنفذ پروتئینی، تعیین‌توالی سریع
و ارزان DNA یک قدم نزدیک‌تر شد. این پیشرفت، که کار رضا غدیری و همکارانش
از موسسه پژوهشی اسکریپس می‌باشد، توانست بر مشکل بنیادی در تعیین‌توالی
DNA با استفاده از نانومنفذها فائق آید.
مشکل اصلی تعیین‌توالی سریع و ارزان مبتنی بر نانومنفذ، این است که چگونه
می‌توان DNA را از داخل یک منفذ با سرعت کم عبور داد و توالی آن را پایه به
پایه قرائت کرد.
ایده مربوط به چنین قرائت‌کننده‌های نانومنفذی پروتئینی ساده است. از یک
پتانسیل الکتریکی برای کشیدن تک‌رشته‌های DNA از یک سمت منفذ به سمت دیگر
استفاده می‌شود. به محض اینکه یک رشته وارد منفذ می‌شود، جریان عبوری از
منفذ تغییر قابل‌توجهی می‌کند و اندازه دقیق این جریان مشخص‌کننده پایه‌ای
از DNA است که در آن لحظه در داخل منفذ قرار دارد.
از لحاظ نظری می‌توان توالی DNA را با ثبت
تغییرات جریانی که ناشی از عبور رشته DNA از منفذ است، قرائت کرد. با
اینحال، در عمل ولتاژی که برای کشیدن این رشته به داخل منفذ نیاز است،
اینقدر سریع عمل مکش DNA را انجام می‌دهد که پایه‌های آن قابل آشکارسازی
نیستند.
راه‌حلی که غدیری پیشنهاد کرد شامل اتصال یک آنزیم پلیمراز – پروتئینی که
طبیعت برای تبدیل DNA تک‌‌رشته‌ای به دورشته‌ای در حین تکثیر سلولی استفاده
می‌کند – به نوک رشته‌ی DNA می‌باشد. در حینی که آنزیم کار خود را در طول
رشته انجام می‌دهد و پایه‌ها را یکی یکی برای تشکیل رشته دیگر اضافه می‌کند،
باعث می‌شود که این رشته بتدریج به داخل منفذ کشیده شود. سرعت کشیده شدن به
اندازه کافی کم است و همه پایه‌ها به‌صورت الکتروشیمیایی قابل شناسایی می‌باشند.
غدیری می‌گوید: “شما می‌توانید پلیمراز را یک موتور پروتئینی تلقی کنید.
اهمیت کار آن فقط کم کردن سرعت عبور DNA از نانومنفذ نیست بلکه در این حالت
رشته DNA در داخل نانومنفذ با یک اسلوب پله‌ای حرکت خواهد کرد.”
این دانشمندان جزئیات نتایج کار تحقیقاتی خود را در مجله‌ی Angew. Chem.
Int. Ed.
منتشر کرده‌اند.
