I ricercatori dell'Oak Ridge National Laboratory e della Yale University hanno sviluppato un nuovo concetto da utilizzare in un dispositivo di sequenziamento genomico ad alta velocità che potrebbe avere il potenziale per ridurre sostanzialmente i costi.
"Il basso costo - se può essere raggiunto - consentirebbe di utilizzare il sequenziamento genomico nella pratica clinica quotidiana per trattamenti medici e prevenzione, " ha detto Predrag Krstic, direttore del progetto ed ex fisico dell'ORNL ora presso l'Università del Tennessee-ORNL Joint Institute for Computational Sciences.
La ricerca fa parte di un impegno quasi decennale del National Human Genome Research Institute dei National Institutes of Health per supportare la scienza necessaria per ridurre il costo del sequenziamento di un genoma umano a $ 1, 000.
I ricercatori dell'ORNL e della Yale University hanno creato nanopori, o canali d'acqua estremamente stretti, con un campo elettrico a radiofrequenza in grado di intrappolare segmenti di DNA e altre biomolecole.
In un articolo pubblicato sulla rivista scientifica Piccolo , intitolato, "Microporo virtuale acquoso regolabile, " I ricercatori dell'ORNL e della Yale University hanno utilizzato teoria e calcolo, convalidato da esperimenti, per dimostrare che una micro o nano particella carica, come un segmento di DNA, può essere confinato in un "poro virtuale acquoso". L'acqua fornisce un ambiente stabile per l'integrità del DNA mentre le "pareti" virtuali consentono al DNA di muoversi attraverso il nanoporo senza interagire con le pareti fisiche.
Come ulteriore vantaggio, gli scienziati possono controllare le dimensioni e la stabilità di un nanoporo virtuale mediante campi elettrici esterni, qualcosa che non possono fare con un nanoporo fisico.
"Poiché un singolo polimero di DNA viene traslocato attraverso un nanoporo sintetico, usiamo il rilevamento fisico di singole molecole per leggere segnali elettrici che identificano le basi del DNA, " disse Kristic.
Per aiutare a controllare e localizzare il DNA, Gli scienziati dell'ORNL e di Yale hanno creato il nanoporo acquoso incorporato nell'acqua basato su una trappola lineare di Paul, un dispositivo che intrappola le particelle in un campo elettrico oscillante, e ha dimostrato sperimentalmente la sua funzionalità di intrappolamento.
C'erano alcuni dubbi sul fatto che una micro o nano particella carica potesse essere confinata dal campo elettrico oscillante del quadrupolo della trappola di Paul quando riempita da solvente acquoso, ma il calcolo ORNL e gli esperimenti di Yale dimostrano che l'acqua aiuta effettivamente a stabilizzare i meccanismi di intrappolamento, rendendo i metodi di sequenziamento più fattibili.
