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Que Nanopore ordonnance-t-il ?

La détermination de la commande des résidus d'acide nucléique est intégrale à beaucoup de différentes applications à la recherche. La génomique est un domaine en pleine évolution de recherche scientifique, avec des progrès récents en gène ordonnançant la méthodologie rendant les technologies sous-jacentes plus rentables et efficaces. Au cours des 50 dernières années, les rétablissements suivants se sont améliorés sur le saut de papier précédent de technologies procurables.

ordonnancement de nanoporeCrédits d'image : Gio.tto/Shutterstock.com

Les méthodes de première génération ont activé l'ordonnancement des populations clonales d'ADN. L'ordonnancement de la seconde génération a permis le débit et la rentabilité nécessaires pour ordonnancer des volumes de génomes beaucoup plus élevés en les parallélisant, qui précédemment n'avaient pas été faisables.

Des méthodes troisièmes générations ont été récent développées pour permettre l'ordonnancement direct des molécules d'ADN uniques. Une telle méthode troisième génération qui a été développée au cours de la dernière décennie est ordonnancement de nanopore.

La technologie

Il y a discussion considérable au-dessus de ce qui définit le troisième génération ADN ordonnançant et de la façon dont il diffère de la seconde génération. On lui discute que les caractéristiques de définition sont la possibilité d'unique-molécule ordonnançant, ordonnancement en temps réel, et divergence simple des technologies précédentes.

L'ordonnancement de Nanopore est une technique qui permet l'unique-molécule ordonnançant en temps réel en réussissant une séquence d'ADN d'intérêt par un nanopore. Un nanopore est, fondamentalement, un trou très petit avec un diamètre sur le nanoscale.

L'ordonnancement de Nanopore est un rejeton d'un plus grand inducteur qui emploie des nanopores pour la quantification et le dépistage des molécules et des biomolécules. Le potentiel de la technologie a été déterminé même avant l'avènement de l'ordonnancement de la seconde génération, où les chercheurs dans le domaine ont déterminé que des acides nucléiques monocatenaires pourraient être pilotés en travers d'un bilayer de lipide par des canaux ioniques à l'aide de l'électrophorèse.

La canalisation par le nanopore par une molécule est trouvée comme diminution du courant pour une durée proportionnelle à la longueur de l'acide nucléique parce que le flux d'ion est bloqué par sa canalisation par la glissière.

La technologie peut produire des caractéristiques (longtemps affichées) incroyablement non-amplifiées de séquence à un régime plus rapide et meilleur marché que précédemment possible avec des technologies plus anciennes, ceux à partir dont la méthode est développée et plus contemporaine.

Compteurs séquentiels disponibles dans le commerce de nanopore et leurs applications actuelles

Le premier compteur séquentiel disponible dans le commerce de nanopore a été développé par des technologies d'Oxford Nanopore, avec des plates-formes de leur nanopore de GridION et de subordonné étant appliquées à beaucoup de différents projets de recherche et études sur le terrain.

Le subordonné est un petit, le périphérique USB de taille d'un téléphone de cellules qui a été relâché la première fois dans un essai tôt d'accès en 2014. Ce dispositif a déjà montré la promesse considérable dans l'inducteur, produisant des séquences bactériennes de génome et des amplicons visés. Les opportunités existent pour décentraliser l'ordonnancement dû aux temps d'exécution et à la nature compacte du subordonné rapidement.

Ils se sont déployés dans le domaine pendant les manifestations d'Ebola, spécialement en Guinée, où ils ont été employés pour ordonnancer une tension particulière d'Ebola dans les deux jours après ramassage témoin, représentant une qualité et une vitesse énormément améliorées de l'analyse qui est avantageuse pendant des épidémies pleines d'action et les pandémies.

Bien que des nanopores le plus couramment soient produits par des moyens biologiques, il y a potentiel pour et semi-conductrice les nanopores produits par technologie sans enzymes. Ceci permet des approches neuves et seules à exploiter la méthode.

Examen la technologie

Comme avec toutes les technologies, les chercheurs regardent des voies d'augmenter la technologie de l'ordonnancement de nanopore. Une des zones principales d'orientation pour des chercheurs était comment établir de plus grands pores, qui tiendraient compte pour que des protéines soient cheminées.

Une des applications possibles de ce développement est la création des détecteurs viables de protéine. Cependant, un problème a persisté : comment concevoir les protéines artificielles. Là a existé un manque de connaissances de base sur la façon dont atteindre ce but.

Ce défi a mené à une technique neuve pour produire les nanopores artificiels, basée sur le pliage artificiel de l'ADN dans des structures complexes. D'abord exploré au début du 21ème siècle, la technique 3D-origami peut produire les nanostructures artificiels contractés qui imitent et examinent les biomolécules naturels.

Écrivant dans des transmissions de nature pendant les derniers mois de 2019, une équipe des chercheurs danois a réalisé ce qui n'était précédemment pas possible, représentant une variation de paradigme dans la technologie : la création de grands, synthétiques nanopores utilisant l'ADN. Ce nanopore produit par la technique 3D-origami peut transférer les macromolécules de taille d'une protéine par le bilayer de lipide. Un système de déclenchement qui a fourni la capacité aux molécules de biosense a été également développé.

D'autres accomplissements par les chercheurs étaient l'ajout d'une fiche contrôlable, qui a signifié que le pore pourrait sélecteur régler la canalisation des molécules spécifiques par taille et l'ajout des ailerons contrôlables.

Les ailerons contrôlables ont tenu compte de la mise en place des détecteurs dans les membranes d'objectif qui portent des molécules de signe spécifique. L'équipe de recherche croit que ceci pourrait tenir compte pour que les détecteurs soient insérés dans une cellule malade, ouvrant des possibilités au niveau cellulaire pour les améliorations du diagnostic et de la demande de règlement de la maladie qui n'étaient pas précédemment possibles.

Un tranchant ADN ordonnançant la technologie

Certainement, la technologie de l'ordonnancement de nanopore est toujours immense promesse relativement neuve mais d'expositions dans le champ de l'ordonnancement d'ADN et de son application au diagnostic de la maladie, ainsi que plusieurs autres secteurs scientifiques la recherche en matière de sciences de la vie.

La technologie représente une variation de paradigme dans l'inducteur et est actuel le sujet du développement fort par des équipes en travers du monde. Cependant, davantage de recherche est nécessaire toujours, certainement dans l'application de la technique 3D-origami, si cette technologie tranchante doit se perfectionner.

Sources

Heather, J.M et réseau, B (2015) la séquence du compteur séquentiel : L'histoire d'ordonnancer la génomique vol. 107, édition 1, Pgs d'ADN. 1 https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0888754315300410

Thomsen, nanopore taille-sélecteur de R.P et autres (2019) A grand ADN avec détecter les transmissions 10, numéro de nature d'applications d'article : 5655 https://www.nature.com/articles/s41467-019-13284-1

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Last Updated: Mar 10, 2020

Reginald Davey

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Reginald Davey

Reg Davey is a freelance copywriter and editor based in Nottingham in the United Kingdom. Writing for News Medical represents the coming together of various interests and fields he has been interested and involved in over the years, including Microbiology, Biomedical Sciences, and Environmental Science.

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