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研究者は開発します 「Nanopores」の長さを正確に測定するために方法を

Published on April 27, 2010 at 8:20 PM

氷釣の分子スケールバージョンを含むエキゾチックな技術のペアを使用して、国立標準技術研究所 (NIST) で働いている研究者のチームは 「nanopores の長さを正確に測定するために方法を見つけられる」細胞膜で極めて小さいチャネル開発しました。 「分子定規 nanopores 直径が平均すると急速な DNA の分析のようないろいろなアプリケーション毛のための人間のそれより小さいほぼ 10,000 倍注文仕立てに目盛りを付ける方法として」は最近の paper* で記述する役立つことができます。

渡るか、または道を妨げると同時に DNA または毒素のような個々の生物的分子を検出し、特徴付けるのに薄い膜の単一のナノメータースケールの気孔が 「ミニチュア分析の実験室」として使用することができることを NIST の調査および他の研究所は示しました。 そのようなシステムはいろいろアプリケーションのための単一のマイクロチップ装置で可能性としては、合うことができます。 ただし、ミニ実験室を実用的にさせることは nanopore の次元そして構造機能の正確な定義を必要とします。

図形 「氷釣」方法が膜の nanopore を渡る間隔をどのように定めるか描写します。 画像は両方とも nanopore を通って運転されるポリマー帽子 (オレンジ球) によって越えられる知られていた長さの DNA の繊維を示します。 DNA の繊維が完全に横断へ十分に長くチャネル (去りました) なら、膜の反対側の循環ポリマー (緑球) を 「引っ掛け」、 nanopore の長さを定義します。 随分長くない、 DNA のプローブは気孔から跳ねます (右の)。 信用: J. Robertson、 NIST

新しい実験では、 NIST からの研究者およびメリーランド大学は動物のセルで最初に見つけられたそれに分子類似した脂質の膜の bilayer シートを構築しました。 彼らは気孔を ** 「細胞膜を突き通すようにとりわけ設計されている蛋白質とのそれであけました」。 電圧が膜の壁を渡って応用のとき、単一残された DNA のような満たされた分子は nanopore に強制です。 分子がチャネルに渡ると同時に、イオンの現在の流れは鎖のサイズに比例している時の間減りま、容易に得られるように長さがします。

それの後ろの電場のピンチポイント力がチャネルの残りに分子を押通すので鎖が十分に長く nanopore 知られているの最も狭い部分に達することなら。 この特性を開発して、 NIST/Maryland のチームは 2 つの測定を一緒に追加することによって膜の各側面の開始からのピンチポイントへの間隔を、次々と、 nanopore の全体の長さ測定するために DNA のプローブ方法を開発し。 プローブはポリマー球によって 1 つの端で越えられる知られていた長さの DNA の繊維から成っています。 球は DNA にチャネルに伸びるべき自由にチェーンにぶら下がることを残している間プローブが nanopore を通ってそれから完全に移ることを防ぎます。 鎖がピンチポイントに達すれば、普通接続点を過ぎた自由な DNA の鎖を代りに運転する力はプローブを設定されている (ポリマー球以来それをもう一方で 「ロックします」) 保持し、ピンチポイントへの間隔を定義します。 鎖がピンチポイントへの間隔より短ければ、ギャップへの間隔を測定するために長長の鎖が必要であることを研究者に告げる nanopore から跳ねられます。

NIST/Maryland の研究者はまた 「単一のロリポップ」方法の結果を確認するために nanopore の長さを測定する第 2 方法を開発しました。 このシステムでは、ポリマー分子が膜の内部の側面で見つけられる解決で自由に循環する。 異なった長さのポリマーキャップされた DNA のプローブは反対側からの nanopore に一つずつ強制されます。 プローブの鎖の端が完全に横断へ十分に長くチャネルなら、解決の自由なポリマー分子の把握をつかみます。 これはチャネルの長さを定義します。

さらに、この 「氷釣」方法は nanopore の構造に洞察力を提供します。 DNA の鎖が方法を巻くので、電気電圧の変更はチャネルの変形に対応します。 この情報が効果的に通路をマップするのに使用することができます。

* S.E. Henrickson、 E.A. DiMarzio、 Q. Wang、 V.M. スタンフォードおよび J.J. Kasianowicz。 徹底的な単一のナノメータースケールは重合体の分子定規と詳細に調べます。 化学物理学 132、 135101 のジャーナル (オンライン 2010 年 4 月 2 日出版される)。

** 黄色ブドウ球菌の細菌が作り出すアルファ溶血素

Last Update: 12. January 2012 22:47

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