Nel 2015, il primo dispositivo commerciale di sequenziamento del DNA a nanopori è stato introdotto da Oxford Nanopore Technologies. Basato su una proteina transmembrana ingegnerizzata sinteticamente, il sequenziamento dei nanopori consente di incanalare lunghi filamenti di DNA attraverso il lume centrale del poro dove i cambiamenti nella corrente ionica funzionano come un sensore delle singole basi nel DNA. Questa tecnica è stata una pietra miliare per il sequenziamento del DNA e il risultato è stato possibile solo dopo decenni di ricerca.

Da allora, i ricercatori hanno cercato di estendere questo principio e costruire pori più grandi per accogliere le proteine ​​per scopi di rilevamento, ma una delle maggiori sfide è stata la comprensione limitata della progettazione di proteine ​​artificiali. In alternativa, una nuova tecnica basata sul ripiegamento artificiale del DNA in strutture complesse, la cosiddetta tecnica 3-D-origami, segnalato per la prima volta dal gruppo AU nel 2009, è emerso. Rispetto alle proteine, È stato dimostrato che gli origami del DNA hanno uno spazio di progettazione senza precedenti per la costruzione di nanostrutture che imitano ed estendono i complessi naturali.

In un nuovo articolo, pubblicato in Comunicazioni sulla natura , i ricercatori ora segnalano la creazione di un grande nanoporo sintetico a base di DNA. Questa struttura a nanopori è in grado di traslocare grandi macromolecole di dimensioni proteiche tra compartimenti separati da un doppio strato lipidico. Inoltre, un sistema di gating funzionale è stato introdotto all'interno del poro per consentire il biosensing di pochissime molecole in soluzione.

Con l'uso di potenti microscopi ottici, i ricercatori potrebbero seguire il flusso delle molecole attraverso i singoli nanopori. Introducendo un tappo controllabile nel poro, è stato inoltre possibile controllare in modo selettivo la dimensione del flusso di molecole di dimensioni proteiche e dimostrare l'assenza di etichette, tempo reale, biorilevamento di una molecola trigger.

Infine il poro è stato dotato di una serie di lembi controllabili, consentendo l'inserimento mirato in membrane che mostrano particolari molecole segnale. Nel futuro, questo meccanismo consentirà potenzialmente l'inserimento del sensore in modo specifico nelle cellule malate e potrebbe consentire la diagnosi a livello di singola cellula.