Onderzoek deze week gepubliceerd in Natuur Nanotechnologie toont een nieuwe methode van enzym-gecontroleerde beweging van een enkele DNA-streng door een eiwit-nanoporie. De krant, door onderzoekers van de University of California Santa Cruz (UCSC), vertegenwoordigt een belangrijke stap in de richting van nanopore-sequencing van DNA-strengen.

De publicatie beschrijft de observatie van enkelstrengs DNA (ssDNA) terwijl het zich verplaatst door een eiwitnanoporie, alfa-hemolysine (AHL). Beweging van het ssDNA werd gecontroleerd door polymerase-gefaciliteerde replicatie van individuele DNA-moleculen. Deze beweging kon onder elektronische controle worden gestart. Polymerase-activiteit bleek in oplossing te worden geblokkeerd wanneer het ssDNA niet bij de opening van de nanoporiën was, het vangen van de streng door de porie verwijdert echter een blokkerende streng van nucleotiden en stelt het polymerase in staat om op de ingesloten streng te functioneren.

UCSC-onderzoekers werken samen met Oxford Nanopore Technologies Ltd aan de ontwikkeling van een nieuwe generatie elektronische, DNA-sequencingtechnologie met één molecuul. In de 'strengsequencing'-methode, stroom door een nanoporie wordt gemeten als een DNA-polymeer door die porie gaat. Veranderingen in deze stroom worden gebruikt om de DNA-basen op het DNA-molecuul te identificeren, achter elkaar. Dit artikel gaat in op een belangrijke uitdaging voor DNA-strengsequencing:fijne controle van de translocatie van de DNA-streng door de nanoporie, met een snelheid die consistent en langzaam genoeg is om nauwkeurige identificatie van individuele DNA-basen mogelijk te maken. De Natuur Nanotechnologie werk toont voor het eerst aan dat de beweging van een streng kan worden gecontroleerd met behulp van elektronische feedback en dat een enzym een ​​streng tegen een veld kan bewegen terwijl het zich bovenop de nanoporie bevindt.

"De technieken die in dit document worden beschreven, zijn een vooruitgang in de richting van elektronische, DNA-sequencing van DNA-strengen met een enkel molecuul", zei onderzoeker professor Mark Akeson van de Universiteit van Californië, Santa Cruz. "Elektronische controle van DNA-translocatie via een eiwit-nanopore is een wetenschappelijk doel waar we al jaren naar streven en deze methoden vormen nu de basis voor verder werk in onze laboratoria. We zijn enthousiast over onze samenwerking met Oxford Nanopore, wiens parallelle nanopore-detectiestrategie indrukwekkend is."