布朗的研究人员创建人类基因组测序新技术

自从人类基因组测序六年前,生产高质量的基因组序列的成本急剧下降。最近,美国国立卫生研究院呼吁削减成本1000美元或更少,这可能使测序作为常规医疗保健的一部分。

达到这一目标的障碍主要技术:科学家们在努力找出如何准确地读取30亿个碱基对——在人类和其他哺乳动物中发现的DNA——没有耗时的,低效率的方法。

布朗大学的物理学家可能有一个答案。他们介绍小说过程大大减缓DNA通过开口运动,用于读取代码。在《纳米技术》杂志上第一个实验物理学家报告使用磁铁移动DNA通过固态纳米孔。

方法是有前途的,因为它允许多个片段的DNA链通过无数细小的毛孔和螺纹同时为每个片段足够缓慢移动,通过开幕式的碱基对可以准确地阅读。

章新胜肖恩凌”基因组测序任何人的时候,你需要便宜,你需要做它很快,”解释汉语肖恩·凌的物理学教授,他在1996年加入了布朗大学。“这是朝着这个方向迈出的一步。”

阅读的想法通过线程链DNA小开口并不新鲜。科学家已经证明,一个外加电场可以推动DNA分子通过纳米孔膜的一个小洞。但在这些实验中,碱基对通过行动过快的开口代码读准确。所以,当一个大电场需要画出DNA分子进入毛孔,凌解释说,同一领域移动DNA过快,经典科学的第二十二条军规。

诀窍就是找出如何慢链的运动通过开放的碱基对(A、T、C、G)可以读。解决,凌和张洪波彭,谁执行这项工作作为第一作者研究生布朗和他现在在IBM工作,附加的DNA链珠使用streptavidin-biotin债券。像以前的研究者,他们使用电场驱动DNA链向孔隙。虽然链可以通过毛孔,珠子,2.8微米直径,孔太大,直径只有10纳米。因此,珠被困在洞里附带的DNA链悬浮在膜的另一侧。

布朗的研究人员然后使用磁铁——他们称之为“磁性镊子”——把氧化铁珠孔。随着珠朝着磁铁,附加的DNA链穿过孔隙——足够缓慢,碱基对可以阅读。

科学家命名他们的过程“反向基因易位”,因为凌解释说,“DNA实际上是陷入了一场拔河比赛。和易位的速度将控制而不是仅仅通过电场通过引人注目的一些磁场和电场之间的平衡。从那里,我们可以调整它来决定速度。”

科学家们报告他们的技术降低了平均速度的DNA链通过超过2000倍。“它甚至可以慢。没有限制,”凌说。

一个类似的实验已经完成使用光学镊子,凌说,但是它只涉及一个DNA链。棕色的方法同时发送多个链穿过纳米孔。“这是可伸缩的,”凌说。

研究人员希望利用细菌的DNA测试他们的技术实验。

这项研究是由美国国家人类基因组研究所和美国国家科学基金会的纳米尺度的跨学科研究团队。