Wykorzystując techniki symulacji komputerowych naukowcy z University of Illinois w USA opracowali strategię sekwencjonowania DNA, która polega na przepuszczaniu cząsteczki kwasu nukleinowego przez kondensator wyposażony w nanopory zamontowany w chipie półprzewodnikowym. Takie podejście może znacznie przyspieszyć sekwencjonowanie genomów i znacznie obniżyć jego koszty.

Koszty zsekwencjonowania ludzkiego genomu za pomocą tej techniki szacuje się na około 1000$ lub mniej. Taka redukcja kosztów i czasu na przeprowadzenie eksperymentu może otworzyć nowe możliwości w spersonalizowanej medycynie, a w przyszłości pomóc w precyzyjnej diagnostyce chorób i dostosowaniu leków i procedur leczenia do konkretnego materiału genetycznego.

W swojej technologii badacze wykorzystali symulacje dynamiki molekularnej do wytworzenia ruchu cząsteczki DNA wewnątrz nanoporów w kondensatorze o średnicy 1 nanometra. Taki ruch powoduje powstanie odcisku elektrostatycznego, który wykorzystuje się do odczytania sekwencji badanej cząsteczki.

Kiedy cząsteczka DNA przechodzi przez nanopory pole elektryczne cząsteczki wywołuje specyficzne dla danej sekwencji potencjały elektrostatyczne, które mogą być wykryte na powierzchni kondensatora. Półprzewodnikowe urządzenie zdolne do odczytywania potencjałów elektrostatycznych i dekodujące sekwencję genetyczną jest w zasięgu obecnej technologii.

Następnym krokiem w rozwoju tej techniki będzie zminimalizowanie szumów w systemie i ograniczenie szybkości z jaką DNA przechodzi przez nanopory w celu zwiększenia czułości metody.

Joanna Czwojdrak

źródło: Bioinfo-Online.net