نانوحفره‌ها می‌توانند برای توالی‌سنجی دی‌ان‌ای مورد استفاده قرار گیرند، اما فیزیک‌دانان از این پدیده شناخت چندانی ندارند. محققان دانشگاه براون با استفاده از ویروس میله‌ای شبیه به دی‌ان‌ای موفق به ساده‌سازی فرآیند توالی‌سنجی دی‌ان‌ای با نانوحفره شدند. این پژوهش پرده از اسراری برداشت که در فرآیند برهم‌کنش میان پلیمر و نانوحفره اتفاق می‌افتد.
درک بهتر توالی‌سنجی دی‌ان‌ای با عبور آن از نانوحفره
نانوحفره‌ها می‌توانند برای توالی‌سنجی دی‌ان‌ای مورد استفاده قرار گیرند، با عبور دی‌ان‌ای از میان یک حفره کوچک می‌توان این رشته پیچیده را رمزگشایی کرد. با این حال محققان دقیقاً نمی‌دانند که در حین عبور دی‌ان‌ای از میان نانوحفره چه اتفاقی می‌افتد. پژوهشگران دانشگاه براون با مطالعه نوعی ویروس موفق به روشن کردن سازوکار این فرآیند در مقیاس نانو شدند.
درک استین از محققان این پروژه می‌گوید: « انگیزه اصلی ما از رفتن به سمت این موضوع آن بود که تمام کسانی که در حوزه دی‌ان‌ای کار می‌کنند به دنبال ارائه مدلی برای برهم‌کنش میان نانوحفره و پلیمر هستند. اما تمامی این مدل‌ها در ارائه پیش‌بینی مناسب از فرآیند کار عاجزند.»
نتایج این پژوهش هر چند نتواند به ساخت ادوات نانوحفره‌ای کمک کند اما می‌تواند برای شناسایی عوامل میکروبی مناسب باشد.
یکی از سوالات در این حوزه آن است که چه فاکتورهایی عبور دی‌ان‌ای از نانوحفره را مدیریت می‌کند. پیکربندی دی‌ان‌ای می‌تواند یکی از عوامل اثرگذار باشد. زمانی که دی‌ان‌ای کلافی شکل شد سریع‌تر از حفره عبور می‌کند در حالی که کشیده شدن دی‌ان‌ای موجب کاهش سرعت حرکت آن می‌شود.
این گروه برای بررسی درستی این گزاره، از ویروس اف‌دی، که ویروسی بی‌خطر است، استفاده کردند. از آنجایی که این ویروس، صاف و کشیده است بنابراین اثر عوامل دیگر (به جز پیکربندی ویروس) روی سرعت حرکت آن از میان نانوحفره قابل تشخیص است.
این گروه با تغییر دما موفق به تغییر سرعت حرکت ویروس شدند اما به نظر می‌رسید که دما تنها عامل اثرگذار روی سرعت حرکت ویروس نباشد.
این گروه فرضیه‌ای در مورد محل عبور ویروس مطرح کردند که: «اگر ویروس از مرکز نانوحفره عبور کند سرعت آن اندکی کمتر از زمانی است که از لبه‌های نانوحفره گذر کند.» البته شواهد عملی برای این فرضیه هنوز ارائه نشده‌است.
این گروه تحقیقاتی در ادامه کار روی اثر تغییر ولتاژ و جریان بر سرعت حرکت و نحوه عبور ویروس از میان نانوحفره تحقیقاتی را انجام دادند و نتایج آن را در مقاله‌ای در نشریه‌ی Nature Communications منتشر کردند.
