تعیین سریع توالی DNA با نانوحفره‌ها

محققان دانشگاه بوستون یک روش ارزان‌ و بسیار سریع برای تعیین توالی DNA توسعه داده‌اند
که می‌تواند در آینده در تشخیص‌های بالینی به یک روش معمولی تبدیل شود. این محققان
برای اولین بار شرح داده‌اند که چگونه می‌توان از نانوحفره‌های حالت جامد برای
تعیین هویت چهار نوکلئوتیدهایی که هر مولکول DNA را رمز‌گذاری می‌‌کنند، استفاده
کرد. این نانوحفره‌ها، سوراخ‌های ریزی در تراشه‌های سیلیکونی هستند که مولکول‌های
DNA را هنگامی که از درون حفره‌ها عبور می‌کنند، شناسایی می‌کنند.

آمیت میلر، یکی از این محققان گفت: ما برای اولین بار برای خواندن توالی DNA از یک
روش مبتنی بر نور استفاده کرده‌ایم. این به ما اجازه می‌دهد که با استفاده از یک
دوربین دیجیتالی سریع چندین حفره را به‌طور همزمان کاوش کنیم. این روش ارزان و
بسیار سریع تعیین توالی DNA ‌می‌تواند در هر دو زمینه سلامتی و تحقیقات زیست‌پزشکی
انقلابی ایجاد کند و منجر به پیشرفت‌های مهمی در زمینه‌های توسعه دارو، پزشکی
پیشگیری و پزشکی شخصی شود. با فراهم شدن امکان دسترسی به توالی کامل ژنوم یک بیمار،
یک فیزیکدان می‌تواند عوامل احتمالی پیشرفت یک بیماری ژنتیکی ویژه را شناسایی کند.

یافته‌های این محققان نشان می‌دهند که این نانوحفره‌ها که می‌توانند مولکول‌های
DNA بسیار طولانی را آنالیز کنند، از نظر هزینه، سرعت و دقت به طور بی‌نظیری
قابل رقابت با روش‌های تعیین توالی نسل سوم کنونی می‌باشند. برخلاف روش‌های
کنونی، این روش نانوحفره‌ای متکی بر آنزیم‌ها نیست. فعالیت آنزیم‌ها، سرعتی
که توالی‌های DNA می‌توانند خوانده شوند، را محدود می‌کند.

میلر گفت: داشتن این مزایا ما را قادر می‌سازد که ادعا کنیم که سرعت روش
تعیین توالی‌ ما همانند فناوری‌های عکاسی می‌باشد که نتایج‌شان سریعاً قابل
مشاهده هستند. ما توانسته‌ایم به سرعت خواندنی حدود ۲۰۰ بار بر ثانیه برسیم
که خیلی بیشتر از سرعت خواندن در دیگر روش‌های نسل سوم تجاری است. این برای
ما فقط نقطه شروع است و ما انتظار داریم که در سال آینده سرعت خواندن را تا
چهار برابر افزایش دهیم. این محققان هم‌اکنون با سرمایه‌گذاری شرکت نوبل‌ژِن
بیوساینس به دنبال توسعه و تجاری‌سازی این روش جدید تعیین توالی مبتنی بر
نانوحفره هستند.

میلر گفت: من باور دارم که با داشتن یک برنامه منظم و فشرده‌ی تحقیقاتی و
توسعه‌ای می‌توان این روش را در عرض ۳ تا ۵ سال تجاری کرد.

نتایج این تحقیق در مجله‌‌ی Nano Letters منتشر شده است.