Posted in | Bionanotechnology

Biophysicisten Lindsay Introducerar Low Kostar Teknik för Att Läsa DNA-Ordnande i viss följd

Published on November 15, 2010 at 1:20 AM

Vridningen, stege-något liknande bildar av den arkitektoniska DNA-molekylen- däckar planerar av liv-innehåller ett universum av information som är kritiskt till den vård- människan.

Jättelikt försök har investerats, i att dechiffrera genetisk kod, däribland, famously, MänniskaGenom, Projekterar. Ändå återstår det processaa av läsning som någon tre-miljard nucleotide ”märker” för att avslöja en individ fulla genom, en dyr och komplex begravningsbranschen.

Stuart Lindsay är en biophysicist på det Biodesign Institutet på den Arizona Delstatsuniversiteten.

Nu biophysicisten Stuart Lindsay, av det Biodesign Institutet på den Arizona Delstatsuniversiteten, har visat en teknik, som kan leda till foren, kostar low läsning av hela genom, till och med erkännande av de grundläggande kemiska enhets-nucleotidebaserna att sminket DNA-dubblettspiralen. En som man har råd med teknik för skulle DNA-ordnande i viss följd är ett enormt för- för medicin och att låta rutinmässigt kliniskt genomic avskärma för diagnostik ämnar; designen av en ny utveckling av beställnings--passform pharmaceuticals; och även genomic greja som förhöjer cell- motstånd till virus- eller bakterie- infektion.

Lindsay är ASU-Regent Professor, och Carson Centrerar den Presidents- Stolen av Fysik och Kemi såväl som direktören av det Biodesign Institutet för SingelMolekylBiophysics. Hans grupp forskning visas i strömmen utfärdar av föra journal överNaturNanotechnologyen.

Lindsays teknik för läsning som DNAEN kodifierar, relies på en grundegenskap av materien som är bekant som quantumen som gräver, som fungerar på det subatomic fjäll. Enligt quantumteori gillar elementarpartiklar elektroner kan göra någon mycket konstig och kontra-intuitiv saker, i trots av klassiska lagar av fysik. Sådan under-atom-, quantumenheter äger både en partikel och ennågot liknande natur. Delen av följden av denna är, att en elektron har någon probability av flyttningen från en sida av en barriär till annan, utan hänsyn till höjden eller bredden av en sådan barriär.

Remarkably kan en elektron utföra denna bedrift, även om den potentiella energin av barriären överskrider den kinetic energin av partikeln. Sådan uppförande är bekant som quantumen som gräver, och flödet av elektroner är en grävaström. att Gräva begränsas till litet distanserar-så litet att en tunnelföreningspunkt bör vara kompetent att läsa en DNA baserar (det finns fyra av dem i det gentic kodifierar, A, T, C och G) i sänder utan störning från att flankera baser. Men den samma känsligheten som distanserar hjälpmedel, som vibrationer av DNAEN eller ingripande bevattnar molekylar, fördärvar gräva signalerar. Så har den Lindsay gruppen framkallat ”erkännandemolekylar” att ”hastigt grepphållen” av varje baserar i sin tur och att gripa basera mot elektroderna som läst ut signalera. Dem appell denna nya metod ”att gräva för erkännande.”,

Strömmen som är pappers- i NaturNanotechnology, visar att singeln baserar insida som en DNA kedjar kan sannerligen läsas med att gräva, utan störning från neighboring baser. Varje baserar frambringar ett distinkt elektroniskt signalerar, storleksanpassar strömgrov spik av en detalj, och frekvens den serve att identifiera varje baserar. Förvånansvärt känner igen tekniken även en liten kemisk ändring, som naturen använder ibland för att finjustera uttryckt av gener, så - kallat ”epigenetic” kodifiera. Fördriva en individ genetisk kod är samma i varje cell, det epigenetic kodifierar är silkespappret, och cellnärmare detalj och i motsats till genom sig själv, epigenomen kan reagera till miljö- ändringar under en individ liv.

Att läsa längre längder av DNA Lindsays är grupp funktionsduglig att koppla ihop grävareadouten till en mycket liten nanopore-a spela golfboll i hål till och med vilken DNA släpas, en baserar i sänder, vid en elkraft sätter in. Det pappers- i NaturNanotechnology har något till problemet för något att säga härom för. ”Har Det alltid trotts att problemet med att passera DNA till och med en nanopore är att det flyger till och med så snabbt att det inte finns någon tid Lindsay att läsa för ordna” något att säga. Förvånansvärt signalerar gräva anmält i den pappers- jumbon för Nanture Nanotechnology för en långa Time-nästan som en understödja per baserar läst.

Att testa detta resultat teamed Lindsay med en kollega, Robert Ros, för att mäta hur hårt en måste handtag att bryta komplex av en DNA baserar plus erkännandemolekylarna. De gjorde detta med ett atom- styrkamikroskop. ”Bekräftade visade Dessa mätningar den långa livstiden av komplex och också att den läs- tiden kunde rusas upp på ska av applikationen något att säga Ros av för en liten extra dragande styrka”. ”Thus är arrangera fastställd för kombination av att gräva läser med en apparat som passerar DNA något att säga Lindsay till och med för en nanopore”.

Ordnande i viss följd till och med erkännande som gräver, om bevisat lyckat för hel genomläsning, kunde föreställa verkliga besparingar kostar in och hopefully, i tid som väl. Existerande metoder av DNA som typisk ordnar, rely på klipp den fulla molekylen in i tusentals del- bitar som ifrån varandra klipp stegen av kompletterande baser och läsning dessa fragment. mer Sistnämnd lappar måste meticulously återmonteras, med bistå av massiv beräkning driver. ”Rikta readout av det epigenetic kodifierar håll det nyckel- till överenskommelse, därför celler i olika silkespapper är olika, illviljan som har den samma genom” Lindsay, tillfogar, en hänvisa till till den nya kapaciteten att läsa epigenetic ändringar med att gräva.

Lindsay belastar mycket arbete återstår att göras, för applikationen av ordnande i viss följd vid erkännande kan bli en klinisk verklighet. ”Högert nu, kan vi endast läsa två eller tre baser, som grävasonden driver över dem, och några baser identifieras exaktare än andra,” honom något att säga. Emellertid förväntar gruppen denna för att förbättra, som framtida utvecklingar av erkännandemolekylar synthesizeds.

”Är den grundläggande fysiken nu visade” Lindsay något att säga som tillfogar ”kanske den, ska är snart möjligheten till införlivat dessa principer in i samlas producerade datorchiper.”, Dagen av ”genom på ettbästa” kan är kommande mer snart tänkte än föregående möjlighet.

Källa: http://www.asu.edu/

Last Update: 26. January 2012 18:39

Tell Us What You Think

Do you have a review, update or anything you would like to add to this news story?

Leave your feedback
Submit