La capacità di biologi molecolari alla sequenza del codice genetico umano promette di inaugurare una nuova era della medicina genetica, ma questo non significa che la scienza può leggere con precisione personali codici genetici.
Il sequenziamento del DNA, che comprende il codice è ancora troppo lento, costoso e imprecisa per permettere il tipo di sequenza di tessuti specifici che è necessario per comprendere molti particolari problemi genetici dei singoli pazienti.
Un metodo radicalmente nuovo di sequenziamento del DNA in fase di studio da Stuart Lindsay, professore di fisica e direttore del Centro per la singola molecola Biofisica presso l'Istituto Biodesign in ASU , potrebbe rendere il lungo sogno di un'era di vera medicina genetica possibile con estrema rapidità , la sequenza precisa e basso costo di singole molecole di DNA. Tuttavia, una serie di importanti ostacoli tecnici ancora da superare prima che l'idea può essere considerata una tecnologia utilizzabile.
Con l'obiettivo di superare queste sfide tecniche, il National Human Genome Research Institute (NHGRI) del National Institutes of Health ha assegnato una concessione $ 550.000, tre anni di Lindsay per sviluppare ulteriormente un progetto di nanotecnologia per un rapido profilo genetico. Il premio è solo uno dei sette dato quest'anno in NHGRI di Revolutionary Genome Sequencing programma Tecnologie concedere, che l'Istituto dice è volto a "lo sviluppo di tecnologie innovative che consentiranno un essere umano di dimensioni del genoma di essere sequenziato per $ 1.000 o meno."
Come scienziato, però, Lindsay è attento a non valere un passo avanti ancora.
"C'è ancora una discreta quantità di dura realtà per affrontare", dice. "Come abbiamo lavorare di più sul progetto, non abbiamo ancora incontrato problemi fondamentali che dicono che questo è impossibile - ma abbiamo incontrato un sacco di sfide che devono ancora essere risolti. Ma questo è ciò che la ricerca scientifica è di circa. Stiamo facendo notevoli progressi, e ogni volta che un nuovo problema ha messo a punto, abbiamo trovato un modo intorno ad esso. Questa sovvenzione è una meravigliosa opportunità per continuare il lavoro ".
Nuova tecnologia di Lindsay sequenziamento implica l'utilizzo di microscopia a forza atomica (AFM), che abitualmente viene utilizzato per analizzare la struttura superficiale dei materiali a risoluzione molecolare con l'ultra-piccola punta di una sonda sensibile, in combinazione con il naturale anello a forma di molecole di zucchero che si chiama ciclodestrine . Lindsay ritiene che le molecole ad anello, se abbinato con la punta della sonda AFM, possono essere efficacemente utilizzati come sensori per "leggere" la sequenza del codice di aminoacidi (DNA "basi") nel genoma umano che comprende molti milioni di basi.
"Le ciclodestrine sono piccoli anelli molecolari di Madre Natura", dice Lindsay. "Sono solo abbastanza grande da far scorrere un filamento di DNA attraverso. Comodamente, Madre Natura li rende anche con piccoli gruppi ordinati reattivi sul lato, in modo da poter fare la chimica con loro ".
Attraverso i gruppi reattivi sul lato degli anelli, la tecnologia Lindsay propone di attaccare l'anello al sensibile AFM punta, che un filo di molecola di DNA ancorate sul ring e tirarlo attraverso, registrando le sottili differenze nel "dossi" che derivano dalla l'attrito delle basi del DNA diverso con l'anello. I dati ottenuti potrebbero quindi essere tradotta nella precisa sequenza della molecola del DNA.