Мудрый журавлик: На планете Земля примерно 320 000 айсбергов

Категория: Исследования
20 Ноя 2013

Графеновые наноленты для «чтения» ДНК

20380
Графеновые наноленты для «чтения» ДНК

Много усилий в течение последнего десятилетия было направлено на развитие секвенирования (определение аминокислотной последовательности) одной молекулы с помощью твердых нанопор. Aleksandra Radenovic и ее коллеги разработали устройство, состоящее из графеновой наноленты – транзистора, помещенной на вершину нанопоры. Прямое электрическое считывание графеновыми транзисторами используется для обнаружения перемещений ДНК.

Если бы мы хотели узнать количество людей в толпе, мы могли бы сделать примерную оценку, скорее всего, неточную, или мы могли бы попросить каждого человека пройти через турникет. Последний случай напоминает модель, которую исследователи Швейцарской высшей политехнической школы Лозанны (EPFL) использовали для создания «ДНК считывателя», который способен обнаруживать прохождение отдельных ДНК молекул через узкое отверстие – нанопору со встроенным графеновым транзистором.
В ходе эксперимента молекулы ДНК разводили в растворе, содержащем ионы, и пропускали под действием электрического поля через мембрану с нанопорой. Когда молекула проходит через отверстие, она вызывает небольшое возмущение в поле, обнаруживающееся не только модуляцией ионного тока, но и сопутствующей модуляцией тока графенового транзистора. На основе этой информации, можно определить, прошла ли молекула ДНК через мембрану или нет.

7-stanfordscie.jpg

Эта система основана на методе, который был известен в течение более 10 лет. Оригинальная методика не была достаточно надежна, поскольку обладала рядом недостатков, в том числе засорение пор и отсутствие точности. «Мы думали, что сможем решить эти проблемы путем создания мембраны настолько тонкой, насколько возможно, при этом сохраняя прочность отверстия», говорит Aleksandra Radenovic из лаборатории нанобиологии в EPFL. Совместно с докторантом Floriano Traversi и его коллегами из лаборатории наноэлектроники и наноструктур, она обнаружила на материал, который оказался самым прочным и самым упругим – графен, состоящий из одного слоя молекул углерода. Полоски графена или наноленты, использованные в эксперименте, были произведены в EPFL благодаря работе, проведенной в Центре микро нанотехнологий (CMI) и в Центре электронной микроскопии (CIME).

«Благодаря удивительному совпадению, продолжает исследователь, толщина слоя графена составляет 0.335 нм, что точно соответствует разрыву между двумя основаниями ДНК, тогда как материалы, используемые до сих пор могут обеспечить толщину только 15 нм . В результате, в то время как ранее невозможно было обнаружить отдельные прохождения оснований ДНК через эти «длинные» (на молекулярном уровне) тоннели, новый метод может обеспечить гораздо более высокую точность. В конечном счете, он может быть использован для секвенирования ДНК.

Однако об этом пока рано говорить. Всего лишь за 5 миллисекунд через поры могут пройти до 50 000 оснований ДНК. Выходного электрического сигнала не достаточно для «чтения» живой последовательности прохождения нити ДНК. «Тем не менее, возможность обнаружения прохождения ДНК с помощью графеновых нанолент является прорывом, а также открывает значительные возможности», говорит Aleksandra Radenovic. Она отметила, что устройство может также обнаруживать прохождение других видов протеинов и предоставлять информацию об их размере и форме.

За этот важный шаг в направлении новых методов молекулярного анализа ученые удостоились ERC гранта, а также публикации в журнале Nature Nanotechnology.

Оценить:
Поделиться:
Об Авторе: 

Об Авторе

Инженер из г. Санкт-Петербурга. Учусь в аспирантуре, в свободное время читаю и перевожу научные статьи, в-основном, по физике и технике. Увлекаюсь психологией и саморазвитием. Люблю слушать музыку, отдых на природе, чтение полезной и интересной литературы.
Сергей Малышкин
Сергей Малышкин
Сергей Малышкин
Все статьи автора

Комментарии (0):

Добавить комментарий
« Добавить комментарий
» Добавить комментарий
CAPTCHA
Докажите, что вы не дроид - введите символы указанные на картинке
CAPTCHA на основе изображений
Введите символы, которые показаны на картинке.
Выгодные предложения

Все категории: