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提高DNA测序速度和准确度的新材料是什么?
时间:2014-08-19 11:26:13  作者:网站编辑  来源:再生医学网
基于基因的个性化医疗,为诊断和靶向治疗提供了很多可能性,但是它的一大瓶颈在于:昂贵而耗时的DNA测序过程。
    基于基因的个性化医疗,为诊断和靶向治疗提供了很多可能性,但是它的一大瓶颈在于:昂贵而耗时的DNA测序过程。
    最近,伊利诺伊大学香槟分校的研究人员发现,与以往任何可用的材料相比,二硫化钼材料中的纳米孔,能够更准确、更快速和廉价地测定DNA序列。
    这项研究的负责人、伊大机械科学和工程学教授Narayana Aluru指出:科学界的一大领域是,以低于1000美元的价格测定人类基因组——家庭基因实验室。现在研究人员想寻找一种合适的材料。我们使用解决其他问题的MoS2,我们想为什么不试试看它是否有利于DNA测序呢?
    事实证明,MoS2优于所有用于纳米孔测序的其他材料——甚至石墨烯。
    纳米孔,是穿过一层很薄材料的一个非常微小的孔。这个孔仅仅大到可以让一个DNA分子通过。电流会驱动DNA通过纳米孔,随着DNA通过孔隙而发生的电流波动会告诉我们DNA序列,因为DNA字母表的每一个字母——A、C、G和T,其形状和大小略有不同。
    用于纳米孔测序的大多数材料都有相当大的缺陷:它们太厚。大多数材料,即使一个薄片材料跨越DNA链的多个环,也不能准确地确定确切的DNA序列。
    石墨烯已经成为一种受欢迎的选择,因为它是由单层碳原子组成的一张薄片,这意味着一次只有一个碱基通过纳米孔。不幸的是,石墨烯也具有其自身的问题,最大的问题是,DNA会与它吸附。DNA与石墨烯相互作用会引入大量噪声,使电流很难读出,就像一个无线电台被静电噪声损坏。
    MoS2也是一个单层片,足够薄,因此每次只有一个DNA字母通过纳米孔。在这项研究中,研究人员发现,DNA不会吸附MoS2,而是快速顺利地穿过纳米孔。
    Barati Farimani说:“这项研究的最终目标是,研制一些家庭或个人使用的DNA测序装置。我们通过寻找能够快速、低廉而准确识别人类基因组的技术,离这个目标越来越近。获得你的DNA指纹地图,就可以帮助我们在早期阶段预防或检测疾病。如果每个人都可以很便宜地进行测序,那么他们就能知道自己的遗传信息,就可以更加警惕身体发生了什么。”
关键字:DNA测序,新材料
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