محققان آمریکایی یک حسگر نانومقیاس ساخته‌اند که می‌تواند به‌صورت الکترونیکی توالی یک مولکول منفرد DNA را تعیین کند؛ این روش سریع و ارزان بوده و می‌تواند امکان توالی‌سنجی وسیع DNA را فراهم نماید.
توالی‌سنجی سریع و ارزان DNA با نانوحفره جدید
پروفسور جنز گوندلاک، استاد فیزیک دانشگاه واشینگتن که رهبری این تحقیق را بر عهده داشته است، می‌گوید: «در این روش از یک مسیر مشخص برای تولید آسان بسترهای توالی‌سنجی استفاده شده است. ما یک نانوحفره پروتئینی تولید کرده و سپس آن را با یک موتور مولکولی مجهز کردیم که رشته DNA را به‌صورت نوکلئوتید به نوکلئوتید از داخل حفره عبور می‌دهد».
این پژوهشگران قبلاً نانوحفره ذکر شده را از طریق مهندسی ژنتیک یک حفره پروتئینی گرفته شده از یک مایکوباکتریوم تولید کرده بودند. قطر این نانوحفره که از مایکوباکتریوم smegmatis porin A گرفته شده است، یک نانومتر است که برای عبور تنها یک رشته منفرد DNA مناسب است.
در مرحله بعد این نانوحفره در یک غشای احاطه شده توسط محلول کلرید پتاسیم قرار داده شده و یک اختلاف پتانسل کوچک به آن اعمال شد تا یک جریان یونی در مسیر حفره ایجاد شود. بسته به نوع نوکلئوتیدی که در آن لحظه در حال عبور از حفره است، امضای الکتریکی تغییر می‌کند. هر یک از نوکلئوتیدهای سیتوزین، گوآنین، آدنین و تیومین امضای الکتریکی مشخصی دارند.
این پژوهشگران یک موتور مولکولی را که از یک آنزیم مرتبط با تکثیر یک ویروس گرفته شده بود، به این حفره متصل کردند تا رشته DNA را از درون حفره به سمت دیگر حفره بکشد. این موتور قبلاً توسط محققان دانشگاه کالیفرنیا در سانتاکروز به‌همین منظور به‌کار گرفته شده بود، اما آنها از یک حفره دیگر استفاده کرده بودند که نمی‌توانست نوکلئوتیدهای مختلف را از هم تشخیص دهد.
گوندلاک می‌گوید: «این موتور رشته DNA را با سرعت چندده میلی‌ثانیه بر نوکلئوتید از درون حفره می‌کشد که سرعت مناسبی برای خواندن سیگنال جریان به‌شمار می‌رود».
او می‌افزاید از این روش همچنین می‌توان برای تشخیص چگونگی تغییر DNA در یک فرد بهره برد. این تغییرات که تغییرات اِپی‌ژنیک DNA نامیده می‌شوند، به‌صورت تغییرات شیمیایی درون سلول روی داده و دلیل اصلی بیماری‌های مختلفی به‌شمار می‌روند.هزینه این کار توسط موسسه ملی تحقیقات ژنوم انسانی تأمین شده است. جزئیات این کار به‌صورت آنلاین در مجله Nature Biotechnology منتشر شده است.
