Oxford Nanopore Technologies ha annunciato oggi un accordo esclusivo con l'Office of Technology Development dell'Università di Harvard per lo sviluppo del grafene per il sequenziamento del DNA. Il grafene è un robusto, reticolo di carbonio a "nido d'ape" di un singolo atomo di spessore con elevata conduttività elettrica. Queste proprietà lo rendono un materiale ideale per l'alta risoluzione, sequenziamento basato su nanopori di singole molecole di DNA.

Secondo i termini dell'accordo, Oxford Nanopore ha i diritti esclusivi per sviluppare e commercializzare metodi per l'uso del grafene per l'analisi di DNA e RNA, sviluppato nei laboratori di Harvard dei professori Jene Golovchenko, Daniel Branton, e Charles Lieber. L'accordo si aggiunge a una collaborazione esistente tra Oxford Nanopore e Harvard che abbraccia i metodi di base del rilevamento dei nanopori fino all'uso dei nanopori allo stato solido. Oxford Nanopore continuerà inoltre a sostenere la ricerca fondamentale sui nanopori ad Harvard.

"Il grafene sta emergendo come un materiale meraviglioso per il 21° secolo e recenti ricerche hanno dimostrato che ha un potenziale trasformativo nel sequenziamento del DNA". disse il dottor Gordon Sanghera, CEO di Oxford Nanopore Technologies. "La ricerca pionieristica ad Harvard pone le basi per lo sviluppo di un nuovo dispositivo di sequenziamento del DNA a stato solido. Siamo orgogliosi di collaborare con il team di ricerca che ha aperto la strada alle prime scoperte sui nanopori e continua a rompere i confini con nuovi materiali e tecniche.

"Oxford Nanopore è probabilmente meglio conosciuto per i nanopori proteici, " continuò il dottor Sanghera. "Tuttavia, l'accordo odierno evidenzia che stiamo aumentando i nostri investimenti nei nanopori a stato solido aggiungendo il grafene al nostro portafoglio esistente di progetti e collaborazioni di nanopori a stato solido".

In un punto di riferimento 2010 Natura pubblicazione (S. Garaj et al, Natura Vol 467, doi:10.1038/nature09379) il team di Harvard e i suoi collaboratori hanno utilizzato il grafene per separare due camere contenenti soluzioni ioniche, e ha creato un buco - un nanoporo - nel grafene. Il gruppo ha dimostrato che il nanoporo di grafene potrebbe essere utilizzato come trans-elettrodo, misurare una corrente che scorre attraverso il nanoporo tra due camere. Il transelettrodo è stato utilizzato per misurare le variazioni della corrente quando una singola molecola di DNA è passata attraverso il nanoporo. Ciò ha provocato un segnale elettrico caratteristico che rifletteva la dimensione e la conformazione della molecola di DNA.

A un atomo di spessore, si ritiene che il grafene sia la membrana più sottile in grado di separare due compartimenti liquidi l'uno dall'altro. Questa è una caratteristica importante per il sequenziamento del DNA; un transelettrodo di questo spessore sarebbe adatto per l'analisi accurata delle singole basi su un polimero di DNA mentre passa attraverso il grafene.

Le tecniche Nanopore mirano a migliorare sostanzialmente il costo, potenza e complessità del sequenziamento del DNA. Mentre le tecnologie di prima generazione in fase di sviluppo a Oxford Nanopore utilizzano nanopori costituiti da proteine ​​porose, le generazioni successive utilizzeranno materiali sintetici "a stato solido" come il nitruro di silicio. Però, in questo momento rimangono sfide nella fabbricazione industriale di nanopori sintetici con le dimensioni e le proprietà elettroniche richieste. Il grafene offre una potenziale soluzione grazie alla sua forza, dimensioni, proprietà elettriche e potenziale futuro per la produzione a basso costo.