توسعه فناوری توالی‌یابی نانوحفره‌ای برای تشخیص نوکلئوباز

تاریخ : ۱۵ اردیبهشت ۱۴۰۰

تعداد بازدید : ۲۱۱

0 امتیاز از 0 رای
نسخه چاپی
موضوعات :

محققان دانشگاه تگزاس در حال توسعه فناوری توالی‌یابی به گونه‌ای هستند که بتوان نوکلئوبازهای منفرد را نیز تشخیص داد.

فناوری نانوحفره‌ای نویدبخش امکان تولید دستگاه‌های کوچک، قابل حمل و ارزان قیمت است که می توانند DNA را در زمان واقعی توالی‌یابی کنند. با این حال، در این مسیر یکی از چالش‌ها، دقیق‌تر بودن این فناوری بوده است.

 

محققان دانشگاه تگزاس در دالاس با توسعه یک پلتفورم توالی‌یابی مبتنی بر نانوحفره به دنبال این هستند که برای اولین بار وجود نوکلئوبازها، عناصر سازنده DNA و RNA را تشخیص دهند. نتایج این پروژه در نشریه Electrophoresis منتشر شده است.

 

دکتر مون کیم، استاد علوم و مهندسی مواد و استاد برجسته لوئیس بیچرل جونیور در دانشکده مهندسی اریک جونسون گفت: «با کمک به تشخیص نوکلئوبازها، پلتفورم ما می تواند به بهبود حساسیت توالی‌یابی نانوحفره‌ای کمک کند.»

 

در حال حاضر، بیشتر توالی‌یابی DNA از طریق فرایندی انجام می شود که شامل آماده سازی نمونه هایی در آزمایشگاه با رنگ فلورسنت و استفاده از لیزر برای تعیین توالی چهار نوکلئوباز یعنی آدنین (A) ، سیتوزین (C) ، گوانین (G) و تیمین (T) است. هر نوکلئوباز هنگام روشن شدن طول موج متفاوتی از خود ساطع می کند و به دانشمندان امکان می‌دهد توالی‌یابی را انجام دهند.

 

در توالی‌یابی نانوحفره‌ای، نمونه DNA باز شده و رشته باز شده DNA از میان نانوحفره عبور می‌کند.. رشته DNA هنگام حرکت از میان نانو حفره، جریان الکتریکی جریان یافته از غشا را مختل می کند. تغییرات جریان بر اساس ویژگی‌های رشته DNA، مانند اندازه و شکل آن ، متفاوت است.

 

کیم می‌گوید: «سیگنال الکتریکی با حرکت DNA از میان نانوحفره تغییر می کند.ما می توانیم مشخصات DNA را با نظارت بر این سیگنال مشخص کنیم.»

 

یکی از چالش‌های پیشرفت توالی‌یابی نانوحفره‌ای، دشواری کنترل سرعت حرکت رشته DNA در حین حرکت از میان نانوحفره بوده است. محققان دانشگاه تگزاس  اقدام به ساخت یک غشا حالت جامد اتمی با دی اکسید تیتانیوم کردند که باعث کاهش سرعت حرکت رشته‌های از میان غشا می شود. برای تقویت سیگنال‌های الکتریکی، آب به محلول مایع اضافه شده و خوانش آنها آسان‌تر می شود.

 

  گام بعدی محققان توسعه این پلتفورم برای شناسایی سریع نوکلئوبازها است. کیم می‌گوید این فناوری امکان توالی‌یابی سایر مولکول‌های زیستی را نیز دارد.

 

به گفته کیم، هدف نهایی داشتن دستگاه توالی‌یابی DNA دستی است که سریع، دقیق و قابل حمل باشد. این دستگاه می تواند هزینه تعیین توالی DNA را کاهش داده و آن را در دسترس تر قرار دهد.

 

منبع : https://news.utdallas.edu/science-technology/dna-sequencing-technology-2021/

نظر شما