Aangezien inspanningen zoals The Cancer Genome Atlas en andere enorme hoeveelheden informatie genereren over de genetische samenstelling van verschillende soorten kanker, het wordt steeds duidelijker dat dergelijke informatie een groot potentieel heeft om te bepalen welke geneesmiddelen tegen kanker moeten worden gebruikt om een ​​specifieke patiënt te behandelen. Echter, het realiseren van dat potentieel vereist niet alleen dat kankeronderzoekers de verbanden blootleggen tussen specifieke genveranderingen in een bepaalde tumor en de reactie van die tumor op een specifieke medicamenteuze behandeling, maar dat technologen snellere methoden ontwikkelen om specifieke mutaties te detecteren die economisch te gebruiken zijn bij individuele patiënten.

Een technologische doorbraak om dit laatste probleem aan te pakken is mogelijk dankzij recent werk van Amit Meller en zijn collega's aan de Boston University. Hun werk rapporteren in het journaal Nano-letters , deze onderzoekers beschreven het gebruik van elektrisch geladen nanoporiën om specifieke genetische sequenties te detecteren wanneer enkele DNA-moleculen door de porie gaan. Als verdere ontwikkeling succesvol blijkt, deze methode zou een nieuwe benadering van mutatiedetectie kunnen opleveren zonder tijdrovende en dure amplificatieprocessen.

De onderzoekers bouwden hun sequencing-apparaat door een gerichte elektronenstraal te gebruiken om een ​​gat met een diameter van 4-5 nanometer in een siliciumnitridemembraan te boren. Het membraan wordt vervolgens tussen twee kleine vloeistofkamers geplaatst en een elektrisch veld wordt over het membraan aangelegd met behulp van een paar zilver/zilverchloride-elektroden. Deze toegepaste stroom zorgt ervoor dat individuele DNA-moleculen door de porie bewegen, ontwarren en ontrafelen als ze de porie binnendringen.

Om een ​​bekende genetische sequentie te identificeren, de onderzoekers behandelen eerst een DNA-monster met specifieke sequenties van een DNA-analoog die bekend staat als een peptide-nucleïnezuur, of PNA, die zal binden aan de juiste complementaire DNA-sequentie van belang. Wanneer de gematchte DNA-PNA-sequentie door de porie gaat, het produceert een duidelijke verandering in de elektrische stroom die tussen de twee elektroden gaat, een verandering die de onderzoekers hebben aangetoond gemakkelijk te onderscheiden is van ongewijzigd dubbelstrengs DNA, dat is, DNA niet duplex met de PNA-probe. Het apparaat is in staat om één DNA-molecuul per seconde te analyseren.

Dit werk wordt gedetailleerd beschreven in een paper met de titel "Nanopore Based Sequence Specific Detection of Duplex DNA for Genomic Profiling." Een samenvatting van dit artikel is beschikbaar op de website van het tijdschrift.