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Che cosa Nanopore sta ordinando?

La determinazione dell'ordine dei residui dell'acido nucleico è integrale a molte applicazioni differenti della ricerca. La genomica è un campo di ricerca scientifica in piena evoluzione, con gli avanzamenti recenti in gene che ordina la metodologia che rende le tecnologie di fondo più redditizie ed efficienti. Durante gli ultimi 50 anni, le generazioni successive sono migliorato sopra il pantano precedente delle tecnologie disponibili.

ordinamento del nanoporeCrediti di immagine: Gio.tto/Shutterstock.com

I metodi di prima generazione hanno permesso all'ordinamento delle popolazioni clonali del DNA. L'ordinamento di seconda generazione ha permesso la capacità di lavorazione e la redditività necessarie per l'ordinamento dei volumi di genoma molto più alti disponendoli parallelamente, che precedentemente non erano stati fattibili.

I metodi di terza generazione recentemente sono stati messi a punto per permettere l'ordinamento diretto delle molecole singole del DNA. Un tale metodo di terza generazione che è stato messo a punto negli ultimi dieci anni è ordinamento del nanopore.

La tecnologia

C'è la considerevole discussione sopra che cosa definisce il DNA di terza generazione che ordina e come differisce dalla seconda generazione. Si argomenta che le caratteristiche di definizione sono la possibilità della unico molecola che ordina, ordinamento in tempo reale e divergenza semplice dalle tecnologie precedenti.

L'ordinamento di Nanopore è una tecnica che permette la unico molecola che ordina in tempo reale passando una sequenza del DNA di interesse attraverso un nanopore. Un nanopore è, basicamente, un foro molto piccolo con un diametro sul nanoscale.

L'ordinamento di Nanopore è una ramificazione di più grande campo che usa i nanopores per quantificazione e rilevazione delle molecole e delle biomolecole. Il potenziale della tecnologia è stato stabilito anche prima dell'arrivo di ordinamento di seconda generazione, dove i ricercatori nel campo hanno stabilito che gli acidi nucleici unico incagliati potrebbero essere guidati attraverso un doppio strato lipidico attraverso i canali ionici usando l'elettroforesi.

Il passaggio attraverso il nanopore da una molecola è individuato come diminuzione nella corrente per una durata proporzionale alla lunghezza dell'acido nucleico perché il flusso dello ione è bloccato dal suo passaggio attraverso il canale.

La tecnologia può redigere i dati (lungamente colti) incredibilmente non ampliati di sequenza ad una tariffa più veloce e più economica che precedentemente possibile con le più vecchie tecnologie, sia quelli da cui il metodo è messo a punto che quei più contemporanei.

Sequenziatori disponibili nel commercio del nanopore e le loro applicazioni correnti

Il primo sequenziatore disponibile nel commercio del nanopore è stato sviluppato dalle tecnologie di Oxford Nanopore, con le piattaforme del loro nanopore del servo e di GridION che si sono applicate a molti progetti di ricerca e studi diretti differenti.

Il servo è un piccolo, dispositivo USB telefono di taglia delle cellule che in primo luogo è stato rilasciato in una prova iniziale di accesso nel 2014. Questa unità già ha indicato la considerevole promessa all'interno del campo, generante le sequenze batteriche del genoma e i amplicons mirati a. Le opportunità esistono per decentralizzare l'ordinamento dovuto i tempi di esecuzione e la natura compatta del servo velocemente.

Hanno spiegato nel campo durante gli scoppi di Ebola, specialmente in Guinea, in cui sono state usate per ordinare uno sforzo particolare di Ebola nei due giorni dopo la raccolta del campione, rappresentando una qualità e una velocità notevolmente migliori dell'analisi che è vantaggiosa durante gli scoppi e le pandemie rapidi di malattia.

Sebbene i nanopores siano generati il più comunemente con i mezzi biologici, c'è potenziale per e semi conduttrice nanopores generati la tecnologia non biologica. Ciò permette i nuovi, approcci unici a sfruttare il metodo.

Spiegando la tecnologia

Come con tutte le tecnologie, i ricercatori stanno esaminando i modi ampliare la tecnologia di ordinamento del nanopore. Una delle aree principali del fuoco per i ricercatori era come costruire i più grandi pori, che avrebbero tenuto conto le proteine essere incanalati.

Una delle applicazioni potenziali di questo sviluppo è la creazione dei sensori possibili della proteina. Tuttavia, un problema ha persistito: come progettare le proteine artificiali. È esistito una mancanza di conoscenza di base su come raggiungere questo scopo.

Questa sfida piombo ad una nuova tecnica per la creazione dei nanopores artificiali, in base alla piegatura artificiale del DNA nelle strutture complesse. In primo luogo esplorato nell'inizio del XXI secolo, la tecnica 3D-origami può creare i nanostructures artificiali contratti che imitano e spiegano le biomolecole naturali.

Scrivendo nelle comunicazioni della natura negli ultimi mesi di 2019, un gruppo dei ricercatori danesi ha raggiunto che cosa non era precedentemente possibile, rappresentando una variazione di paradigma nella tecnologia: la creazione di grandi, nanopores sintetici facendo uso di DNA. Questo nanopore creato dalla tecnica 3D-origami può spostare le macromolecole proteina di taglia con il doppio strato lipidico. Un sistema di controllo che ha fornito l'abilità alle molecole del biosense egualmente è stato messo a punto.

Altri risultati dai ricercatori erano l'aggiunta di una spina controllabile, che ha significato che il poro potrebbe gestire selettivamente il passaggio delle molecole specifiche dalla dimensione e l'aggiunta degli alettoni controllabili.

Gli alettoni controllabili hanno tenuto conto l'inserzione dei sensori nelle membrane dell'obiettivo che sopportano le molecole specifiche del segnale. Il gruppo di ricerca crede che questo potrebbe tenere conto i sensori essere inserito in una cella malata, aprente le possibilità al livello cellulare per i miglioramenti nella diagnosi e nel trattamento della malattia che precedentemente non erano possibili.

Un DNA di avanguardia che ordina tecnologia

Certamente, la tecnologia di ordinamento del nanopore è ancora promessa immensa manifestazioni ma relativamente nuova nel campo di ordinamento del DNA e della sua applicazione alla diagnosi di malattia come pure parecchi altri campi della ricerca di scienze biologiche.

La tecnologia rappresenta una variazione di paradigma nel campo ed è corrente l'argomento di sviluppo intenso dai gruppi attraverso il mondo. Tuttavia, ulteriore ricerca ancora è necessaria, certamente nell'applicazione della tecnica 3D-origami, se questa tecnologia di avanguardia deve essere perfezionata.

Sorgenti

Erica, J.M e catena, B (2015) la sequenza del sequenziatore: La cronologia di ordinamento del volume 107, emissione 1, Pgs di genomica del DNA. 1 https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0888754315300410

Thomsen, nanopore dimensione-selettivo del DNA di R.P ed altri (2019) A grande con la percezione delle comunicazioni 10, numero della natura di applicazioni dell'articolo: 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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