in 2015, het eerste commerciële nanopore-DNA-sequencing-apparaat werd geïntroduceerd door Oxford Nanopore Technologies. Gebaseerd op een synthetisch gemanipuleerd transmembraaneiwit, Nanopore-sequencing maakt het mogelijk om lange DNA-strengen door het centrale lumen van de porie te leiden, waar veranderingen in de ionenstroom werken als een sensor van de individuele basen in het DNA. Deze techniek was een belangrijke mijlpaal voor DNA-sequencing en de prestatie werd pas mogelijk na tientallen jaren van onderzoek.

Vanaf dat moment, onderzoekers hebben geprobeerd dit principe uit te breiden en grotere poriën te bouwen om eiwitten te huisvesten voor detectiedoeleinden, maar een grote uitdaging was het beperkte begrip van het kunstmatige eiwitontwerp. Als een alternatief, een nieuwe techniek gebaseerd op kunstmatige vouwing van DNA in complexe structuren, de zogenaamde 3D-origamitechniek, voor het eerst gerapporteerd door de AU-groep in 2009, is tevoorschijn gekomen. In vergelijking met eiwitten, Van DNA-origami is aangetoond dat het een ongekende ontwerpruimte heeft voor het construeren van nanostructuren die natuurlijk voorkomende complexen nabootsen en uitbreiden.

In een nieuw artikel, gepubliceerd in Natuurcommunicatie , de onderzoekers rapporteren nu de creatie van een grote synthetische nanoporie gemaakt van DNA. Deze nanoporiënstructuur is in staat om grote macromoleculen ter grootte van een eiwit te verplaatsen tussen compartimenten die worden gescheiden door een lipidedubbellaag. In aanvulling, een functioneel poortsysteem werd in de porie geïntroduceerd om biosensing van zeer weinig moleculen in oplossing mogelijk te maken.

Met behulp van krachtige optische microscopen, de onderzoekers konden de stroom van moleculen door individuele nanoporiën volgen. Door een regelbare plug in de porie aan te brengen, het was bovendien mogelijk om de stroom van moleculen van eiwitgrootte selectief op grootte te regelen en labelvrij aan te tonen, echte tijd, bio-sensing van een triggermolecuul.

Ten slotte werd de porie uitgerust met een set regelbare flappen, waardoor gerichte insertie in membranen mogelijk wordt die bepaalde signaalmoleculen weergeven. In de toekomst, dit mechanisme maakt het mogelijk de sensor specifiek in zieke cellen in te brengen en kan diagnose op het niveau van een enkele cel mogelijk maken.