Site Sponsors
  • Oxford Instruments Nanoanalysis - X-Max Large Area Analytical EDS SDD
  • Park Systems - Manufacturer of a complete range of AFM solutions
  • Strem Chemicals - Nanomaterials for R&D
Posted in | Bionanotechnology

Ang Biophysicist Lindsay Introduces Mababang Gastos pamamaraan sa Basahin ang DNA Sequencing

Published on November 15, 2010 at 1:20 AM

Twisting, hagdan-tulad ng form ng ang DNA Molekyul-arkitektura plano ng sahig ng buhay-naglalaman ng uniberso ng impormasyon na kritikal sa tao kalusugan.

Napakalaking pagsisikap ay invested sa deciphering ang genetic code, kabilang ang, pinaka-patanyag, ang Human Genome Project. Gayunpaman, ang proseso ng pagbabasa ng ilang mga tatlong-bilyong nucleotide na "titik" upang ipakita ang buong genome ng isang indibidwal ay nananatiling isang mahal at kumplikadong gawain.

Stuart Lindsay ay isang biophysicist sa Biodesign Institute sa Arizona State University.

Ngayon biophysicist Stuart Lindsay, ng Biodesign Institute sa Arizona State University, ay ipinapakita ng isang pamamaraan na maaaring humantong sa mabilis, mababa ang gastos sa pagbabasa ng mga buong genomes, sa pamamagitan ng pagkilala ng ang pangunahing kemikal unit-nucleotide bases na bumubuo ng DNA ng double Helix. Ang isang abot-kayang na pamamaraan para sa DNA sequencing ay isang napakalaking advance para sa gamot, na nagpapahintulot sa regular clinical genomic screening para sa diagnostic layunin; ang disenyo ng isang bagong henerasyon ng mga pasadyang-magkasya parmasyutiko; at kahit genomic tinkering upang mapahusay ang cellular na pagtutol sa viral o bacterial impeksiyon.

Lindsay ay isang ASU Regents Propesor at Carson Presidential upuan ng Physics at Kimika pati na rin ang director ng Biodesign Institute Center para sa mga Single Biophysics Molekyul. Pananaliksik ng kanyang group ay lilitaw sa kasalukuyang isyu ng journal Nature Nanotechnology.

Lindsay ng pamamaraan para sa pagbabasa ng DNA code umaasa sa isang pangunahing ari-arian ng matter na kilala bilang kabuuan tunneling, na nagpapatakbo sa subatomic scale. Ayon sa kabuuan teorya, ang elementarya particle tulad ng mga electron ay maaaring gawin ang ilang mga lubhang kakaiba at kontra-intuitive na mga bagay, sa pagsuway ng mga classical na mga batas ng pisika. Ganitong mga sub-atomic, kabuuan mga entity ay nagtataglay ng parehong tinga at isang alon-tulad ng likas na katangian. Bahagi ng ang kalalabasan ng mga ito ay na ang isang elektron ay may ilang mga posibilidad ng paglipat mula sa isang bahagi ng isang hadlang sa iba pang, hindi alintana ng ang taas o lapad ng naturang mga hadlang.

Lubha, isang elektron ay maaaring makamit ito gawa, kahit na kapag ang mga potensyal na enerhiya ng hadlang ay lumampas ang kinetiko enerhiya ng tinga. Ganitong pag-uugali ay kilala bilang kabuuan tunneling, at ang daloy ng mga electron ay isang tunneling kasalukuyang. Tunneling ay nakakulong sa maliit na distansya-kaya maliit na ang isang tunel kantong ay dapat ma-basahin ang isa base ng DNA (may apat na ng mga ito sa gentic code, A, T, C at G) sa isang oras nang walang panghihimasok mula sa flanking bases. Ngunit sa parehong pagkamapagdamdam sa distansya ay nangangahulugan na sa mga vibrations ng ang DNA, o may pagitan na mga water molecule, pagkawasak ng tunneling signal. Kaya ang Lindsay group ay bumuo ng mga "pagkilala ang mga molecule" na "grab hold" ng bawat base sa turn, clutching ang base laban sa electrodes na basahin ang signal. Tawag nila ang bagong method na "pagkilala tunneling."

Ang kasalukuyang papel sa Nature Nanotechnology ay nagpapakita na ang solong bases sa loob ng isang chain DNA talaga mabasa sa tunneling, nang walang panghihimasok mula sa mga kalapit na bases. Ang base na bawat bumubuo ng isang natatanging electronic signal, kasalukuyang spikes ng isang partikular na laki at dalas na nagsisilbi upang makilala ang bawat base. Nakakagulat, ang pamamaraan na kahit na kinikilala ng isang maliit na pagbabago ng kemikal na kalikasan minsan gumagamit upang pinuhin ang expression ng mga genes, ang gayon tinatawag na "epigenetic" na code. Habang ang genetic code ng isang indibidwal ay ang parehong sa bawat cell, ang epigenetic code ay tiyak ng tissue at cell at hindi katulad ng genome mismo, epigenome maaaring tumugon sa kapaligiran mga pagbabago sa panahon ng buhay ng isang indibidwal.

Upang basahin ang mga na haba ng DNA, Lindsay ng group ay gumagana sa ilang tunneling readout sa isang nanopore-isang maliliit na butas kung saan ang DNA ay dragged, ang isang base sa isang pagkakataon, sa pamamagitan ng isang electric field. Ang papel sa Nature Nanotechnology ay isang bagay na sabihin tungkol sa problemang ito masyadong. "Palaging Ito ay naniniwala na ang mga problema sa pagpasa ng DNA sa pamamagitan ng isang nanopore ay na ito ay lilipad sa pamamagitan ng mabilis na walang oras upang basahin ang pagkakasunod-sunod" Lindsay sabi. Nakakagulat, ang mga tunneling signal naiulat sa huling papel Nanture Nanotechnology para sa isang mahabang oras-halos isang pangalawang per base basahin.

Upang subukan ang resultang ito, Lindsay teamed na may isang kasamahan, Robert Ros, upang masukat kung gaano mahirap isa ay upang pull upang basagin ang kumplikado ng isang DNA base kasama ang pagkilala molecule. Sila ay na ito sa isang atomic lakas ng mikroskopyo. "Ang mga sukat na ito nakumpirma sa mahabang buhay ng kumplikado, at din ay nagpakita na ang pagbabasa oras na speeded up sa ay sa pamamagitan ng ang application ng isang maliit na karagdagang lakas ng batak" sabi ni Ros. "Kaya yugto ay nakatakda para sa mga pinagsasama tunneling bumabasa sa isang aparato na magbabalik ng DNA sa pamamagitan ng isang nanopore" sabi ni Lindsay.

Last Update: 7. October 2011 02:29

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