Het sequencen van DNA zou een stuk sneller en goedkoper kunnen worden - en dus dichter bij routinegebruik in klinische diagnostiek - dankzij een nieuwe methode die is ontwikkeld door een onderzoeksteam van de Boston University. Het team heeft het eerste gebruik aangetoond van nanoporiën in vaste toestand - kleine gaatjes in siliciumchips die DNA-moleculen detecteren terwijl ze door de porie gaan - om de identiteit te lezen van de vier nucleotiden die coderen voor elk DNA-molecuul. In aanvulling, de onderzoekers hebben de levensvatbaarheid van een roman aangetoond, efficiëntere methode om afzonderlijke DNA-moleculen in nanoporiën te detecteren.

"We hebben in dienst genomen, Voor de eerste keer, een optisch gebaseerde methode voor het uitlezen van DNA-sequenties in combinatie met het nanoporiesysteem, " zei biomedisch ingenieur Amit Meller van de Boston University, die samenwerkten met andere onderzoekers van de Boston University, en aan de University of Massachusetts Medical School in Worcester. "Hierdoor kunnen we meerdere poriën tegelijk onderzoeken met een enkele snelle digitale camera. Onze methode kan dus enorm worden opgeschaald, waardoor we een ongekende doorvoer van DNA-sequencing kunnen verkrijgen."

Het onderzoek is gedetailleerd in Nano-letters . De National Institutes of Health overwegen momenteel een vierjarige subsidieaanvraag om Meller's nanopore sequencing-project verder te bevorderen.

Deze goedkope, ultrasnelle DNA-sequencing kan een revolutie teweegbrengen in zowel de gezondheidszorg als het biomedisch onderzoek, en leiden tot grote vooruitgang in de ontwikkeling van geneesmiddelen, preventieve geneeskunde en gepersonaliseerde geneeskunde. Door toegang te krijgen tot de volledige sequentie van het genoom van een patiënt, een arts zou de kans kunnen bepalen dat die patiënt een specifieke genetische ziekte ontwikkelt.

De bevindingen van het team tonen aan dat nanoporiën, die extreem lange DNA-moleculen met superieure precisie kan analyseren, zijn uniek gepositioneerd om te concurreren met de huidige, derde generatie DNA-sequencingmethoden voor kosten, snelheid en nauwkeurigheid. In tegenstelling tot die benaderingen, de nieuwe nanopore-methode is niet afhankelijk van enzymen waarvan de activiteit de snelheid beperkt waarmee DNA-sequenties kunnen worden gelezen.

"Dit plaatst ons in de unieke gunstige positie om te kunnen beweren dat onze sequencing-methode net zo snel is als de snel evoluerende fotografische technologieën, "zei Meller. "We hebben momenteel de mogelijkheid om ongeveer 200 basen per seconde uit te lezen, wat al veel sneller is dan andere commerciële methoden van de derde generatie. Dit is slechts het startpunt voor ons, en we verwachten dit percentage het komende jaar met een factor vier te verhogen."
Licentieverlening voor intellectueel eigendom van Boston University en Harvard University, Meller en zijn medewerkers hebben onlangs NobleGen Biosciences opgericht om nanopore-sequencing op basis van de nieuwe methode te ontwikkelen en te commercialiseren.

"Ik geloof dat het drie tot vijf jaar zal duren om goedkope DNA-sequencing op de medische markt te brengen, ervan uitgaande dat er een agressief onderzoeks- en ontwikkelingsprogramma is, ' zei Meller.