Теперь, исследователи в Иллинойсском университете в Урбане-Шампейне нашли, что нанопоры в материальном дисульфиде молибдена (MoS2) могли упорядочить ДНК более точно, быстро и недорого, чем что-либо все же доступное.«Одна из больших областей в науке должна упорядочить геном человека за менее чем 1 000$, ‘геном дома’», сказал Нэраяна Алуру, преподаватель механической науки и разработки в U. меня. кто привел исследование. «Есть теперь охота, чтобы найти правильный материал. Мы использовали MoS2 для других проблем, и мы думали, почему мы не пробуем его и видим, как он делает для упорядочивающей ДНК?»
Как оказалось, MoS2 выигрывает у всех других материалов, используемых для упорядочивающей ДНК нанопоры – даже графен.Нанопора – очень крошечное отверстие, которое сверлят через тонкий лист материала. Пора просто достаточно большая для Молекулы ДНК, чтобы пронизывать через.
Электрический ток ведет ДНК через нанопору и колебания тока, поскольку ДНК проходит через пору, говорят последовательность ДНК, так как каждое из четырех писем от алфавита ДНК – A, C, G и T – немного отличаются в форме и размере.У большинства материалов, используемых для упорядочивающей ДНК нанопоры, есть значительный недостаток: Они слишком толстые.
Даже тонкий лист большинства материалов охватывает многократные связи цепи ДНК, лишая возможности точно определять точную последовательность ДНК.Графен стал популярной альтернативой, так как это – лист, сделанный из единственного слоя атомов углерода – значение, что только одна основа за один раз проходит нанопору. К сожалению, у графена есть свой собственный набор проблем, крупнейшее существо, что ДНК придерживается его. ДНК, взаимодействующая с графеном, вводит много шума, из-за которого сложно читать ток, как радиостанция, омраченная статичным громким.
MoS2 – также лист единственного слоя, достаточно тонкий, что только одно письмо о ДНК за один раз проходит нанопору. В исследовании исследователи Иллинойса нашли, что ДНК не придерживается MoS2, но пронизывает через пору чисто и быстро.«MoS2 – конкурент графена с точки зрения транзисторов, но мы показали здесь новую функциональность этого материала, показав, что это способно к применению биосенсоров», сказал аспирант Амир Барати Фаримани, первый автор статьи.Самый захватывающий для исследователей, моделирования привели к четырем отличным сигналам, соответствующим основаниям в молекуле двухспиральной ДНК.
Другие системы уступили два в лучшем случае – A/T и C/G – которые тогда требуют, чтобы обширный вычислительный анализ попытался различать от T и C от G.Ключ к успеху сложного моделирования MoS2 и анализа был суперкомпьютером Открытых морей, расположенным в Национальном Центре Супервычисления Заявлений в U. меня.«Это очень подробные вычисления», сказал Алуру, который является также частью Института Бекмана Передовой Науки и техники в U. меня. «Они действительно говорят нам физику фактических механизмов, и почему MoS2 выступает лучше, чем другие материалы.
У нас есть то понимание теперь из-за этой работы, которая использовала Открытые моря экстенсивно».Теперь, исследователи исследуют, могут ли они достигнуть еще большей работы сцеплением MoS2 с другим материалом, чтобы сформировать недорогое, быстрое и точное устройство упорядочивающего ДНК.«Конечная цель этого исследования должна сделать некоторое домашнее или личное устройство упорядочивающего ДНК», сказал Барати Фаримани. «Мы находимся на пути, чтобы добраться там, находя технологии, которые могут быстро, дешево и точно определить геном человека. Наличие карты Вашей ДНК может помочь предотвратить или диагностировать болезни на ранних стадиях развития.
Если все могут дешево упорядочить так, они могут знать карту своей генетики, они могут намного больше остерегаться того, что продолжается в их телах».