I ricercatori hanno trovato una strada da percorrere per lo sviluppo, a lungo in fase di stallo, di biosensori a nanopori:minuscoli dispositivi per il sequenziamento del DNA che possono potenzialmente essere molto più veloci ed economici della tecnologia attuale.

I nanopori sono canali che i ricercatori possono creare in una membrana sottile, un nanometro di diametro, attraverso la quale possono passare gli acidi nucleici o altre molecole. Quando una molecola passa, la sua composizione molecolare viene tradotta in segnali elettronici.

I segnali elettronici sono come un flusso di numeri che possono poi essere analizzati per dedurre proprietà sulle molecole. Ciò può essere potenzialmente ottenuto con i nanopori in modo molto più rapido ed economico rispetto agli attuali metodi di sequenziamento del DNA. Ma finora la tecnica è stata limitata dalla difficoltà di realizzare nanopori in grado di rilevare sequenze di acidi nucleici con elevata precisione.

I ricercatori, guidati dall’Università dell’Illinois a Chicago, hanno scoperto come realizzare nanopori altamente selettivi per gli acidi nucleici, sulla base delle conoscenze ottenute utilizzando modelli computerizzati avanzati e tecniche sperimentali. Hanno dimostrato l'uso del riconoscimento molecolare per ottimizzare la selettività e la sensibilità dei nanopori per gli acidi nucleici.

"Volevamo essere in grado di controllare questa selettività", ha affermato l'autore dello studio William Schoch, professore associato di ingegneria meccanica e industriale dell'UIC. "Si scopre che modificando la composizione molecolare di questi canali, possiamo effettivamente ingegnerizzarli per essere molto più selettivi per le molecole bersaglio. Questo è ciò che non sapevamo prima."

I ricercatori hanno realizzato i loro canali utilizzando l'origami del DNA, un metodo mediante il quale il DNA viene piegato in qualsiasi disposizione o forma. In tal modo, sono stati in grado di introdurre gruppi chimici che legano specificamente i filamenti di acido nucleico, ma hanno poca interazione con altri tipi di molecole.

Mettendo a punto il loro approccio, i ricercatori ritengono di poter aumentare notevolmente la precisione delle misurazioni, aprendo la porta a un modo rivoluzionario di sequenziare il DNA.

Il gruppo di ricerca comprende l’Università dell’Illinois a Chicago, l’Università della California, Berkeley e la California State University, Long Beach, oltre a ricercatori provenienti dalla Cina e dall’Arabia Saudita.