Science >> Wetenschap >  >> nanotechnologie

Simulaties laten een nieuw fenomeen zien met nanoporie-DNA-sequencing

*Nanopore-sequencingmethode zou zeer snelle DNA-sequencing mogelijk kunnen maken*

*Onderzoeksteam identificeert nieuw fenomeen dat leidt tot een beter begrip van de methode*

DNA-sequencing is een belangrijk onderdeel van de moderne biologie en wordt in veel contexten gebruikt, zoals medische diagnostiek, forensische wetenschap en evolutionaire biologie. Er zijn onlangs veel nieuwe technieken ontstaan ​​voor het sequencen van DNA, die veel voordelen bieden ten opzichte van de voorheen dominante Sanger-sequencing. Deze nieuwe technieken maken gebruik van methoden die sneller en goedkoper zijn, waardoor DNA-fragmenten vaak binnen enkele uren kunnen worden gesequenced. Nanopore-sequencing maakt gebruik van biologische of synthetische nanoporiën om afzonderlijke DNA- of RNA-moleculen door een eiwitporie te dwingen. Dit proces kan vervolgens worden gebruikt om de sequentie van nucleotiden langs een DNA- of RNA-streng vast te stellen.

Een nieuwe studie door dr. Sebastian Getfert, dr. Jörg Bewarder, beiden postdocs bij de afdeling natuurkunde, en professor Ulrich Rant, hoofd van de afdeling, heeft een nieuw fenomeen geïdentificeerd dat de detectie van nanoporiën beïnvloedt en daarom het begrip en toepassing van deze technologie.

Momenteel berust de detectie van nanoporiën in biologische poriën op de gecontroleerde vertraging van de translocatie van DNA-moleculen door een elektrisch veld over de nanoporiën aan te leggen. De onderzoekers laten door middel van moleculaire dynamica-simulaties op meerdere schaal zien dat, in de aanwezigheid van dit veld, delen van het DNA tijdelijk de porie kunnen verlaten en in het oplosmiddel kunnen terechtkomen, wat het gemeten DNA-signaal beïnvloedt en kan leiden tot problemen bij de gegevensinterpretatie.

Getfert en Rant:"Nanopore-sensing is een veelbelovende technologie en ons werk draagt ​​bij aan het fundamentele begrip van het nanopore-sensingproces, waardoor wetenschappers uiteindelijk de methode verder kunnen ontwikkelen en optimaliseren."

Het onderzoek van de afdeling natuurkunde verscheen onlangs in het gerenommeerde wetenschappelijke tijdschrift Nature Communications.