Nanotechnologia

Nowa metoda sekwencjonowania DNA za pomocą grafenu

Naukowcy pracują nad innowacyjną metodą szybkiego i dokładnego nanoporowego sekwencjonowania genów, wykorzystując unikalne właściwości grafenu.

Nowa metoda, będąca na razie na etapie symulacji, polega na przeciąganiu cząsteczki DNA przez niewielki otwór (por) w grafenie i monitorowaniu zmian prądu elektrycznego. Umożliwi to szybkie, łatwe i bardzo precyzyjne wykrywanie olbrzymiej ilości zasad azotowych – najmniejszych jednostek danych genetycznych, wchodzących w skład DNA.

Celem proponowanej metody jest tworzenie tymczasowych wiązań chemicznych i konwertowanie mechanicznych naprężeń powstałych podczas zrywania tych wiązań na dające się zmierzyć impulsy elektryczne. Wyjątkowa struktura grafenu i jego niezwykłe właściwości elektryczne sprawiły, że ten materiał doskonale nadaje się do nanoporowego sekwencjonowania DNA. Utworzono swego rodzaju czujnik DNA – grafenową nanowstęgę o wymiarach 4,5 x 15,5 nm, posiadającą nanopor o wielkości 2,5 nm, w którym umieszcza się kopie zasad azotowych, tworzących pary: adeninę i tyminę, oraz cytozynę i guaninę.

W celu wykrycia np. guaniny, w nanoporze umieszcza się cytozynę. Podczas przeciągania cząsteczki DNA przez otwór formowane są wiązania guaniny z cytozyną, które są następnie zrywane. Powstałe w ten sposób naprężenia wpływają na tymczasowe zmiany w przepływającym przez grafen prądzie elektrycznym, co wskazuje na obecność szukanej zasady.

W celu identyfikacji wszystkich czterech zasad można rozbudować czujnik, układając pionowo cztery grafenowe wstęgi, z których każda ma inną zasadę wewnątrz porów. Umożliwia to przeprowadzenie czterech osobnych pomiarów tego samego fragmentu DNA z 99% dokładnością.

Źródło artykułu: www.azonano.com

Źródło ilustracji: commons.wikimedia.org

Podobne artykuły

W 2050 roku populacja 60+ będzie stanowić aż 40 proc. ludności Polski. Tak wynika z opublikowanych najnowszych prognoz  GUS. Proces starzenia się społeczeństwa dotyka wiele krajów rozwiniętych np. w Niemczech już teraz osoby po 60. roku...
Naukowcom Tokyo Metropolitan University (TMU) udało się stworzyć nanodruty z monochalkogenków metalu przejściowego (TMM) przy zastosowaniu tellurku molibdenu oraz szablonów wykonanych z nanorurek węglowych (CNT). Grupa materiałów nazywanych monochalkogenkami metali przejściowych przyciąga...