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¿Qué Nanopore está ordenando?

La determinación de la pedido de los residuos del ácido nucléico es integral a muchos diversos usos de la investigación. La genómica es un área en plena evolución de la investigación científica, con avances recientes en el gen que ordena la metodología que hace las tecnologías subyacentes más de poco costo y eficientes. Durante los 50 años pasados, las generaciones subsiguientes han perfeccionado sobre la ciénaga anterior de tecnologías disponibles.

secuencia del nanoporeHaber de imagen: Gio.tto/Shutterstock.com

Los métodos de primera generación habilitaron la secuencia de las poblaciones clónicas de la DNA. La secuencia de segunda generación permitió la producción y la rentabilidad necesarias para ordenar volúmenes mucho más altos de genomas paralelizándolos, que no habían sido previamente posibles.

Los métodos de tercera generación se han desarrollado recientemente para permitir la secuencia directa de las únicas moléculas de la DNA. Un tal método de tercera generación que se ha desarrollado durante la última década es secuencia del nanopore.

La tecnología

Hay considerable discusión sobre qué define la DNA de tercera generación que ordena y cómo él difiere de la segunda generación. Se discute que las características de definición son la posibilidad de la único-molécula que ordena, secuencia en tiempo real, y divergencia simple de tecnologías anteriores.

La secuencia de Nanopore es una técnica que permite la único-molécula que ordena en tiempo real pasando una serie de la DNA del interés a través de un nanopore. Un nanopore es, básicamente, un orificio muy pequeño con un diámetro en el nanoscale.

La secuencia de Nanopore es un vástago de un campo más grande que utilice los nanopores para la cuantificación y la detección de moléculas y de biomoléculas. El potencial de la tecnología fue establecido incluso antes del advenimiento de la secuencia de segunda generación, donde los investigadores en el campo establecieron que los ácidos nucléicos de una sola fila se podrían impulsar a través de un bilayer del lípido a través de los canales del ión usando electroforesis.

El pasaje a través del nanopore por una molécula se descubre como disminución de la corriente para un largo del tiempo proporcional al largo del ácido nucléico porque el flujo del ión es cegado por su pasaje a través del canal.

La tecnología puede presentar datos (de largo leídos) increíblemente no-amplificados de la serie a un régimen más rápido y más barato que previamente posible con más viejas tecnologías, los de las cuales se desarrolle el método y los más contemporáneos.

Secuenciadores disponibles en el comercio del nanopore y sus usos actuales

El primer secuenciador disponible en el comercio del nanopore fue desarrollado por las tecnologías de Oxford Nanopore, con las plataformas de su nanopore de GridION y del subordinado que eran aplicadas a muchos diversos proyectos de investigación y estudios en el campo.

El subordinado es un pequeño, el dispositivo USB teléfono-clasificado célula que primero fue liberado en una juicio temprana del acceso en 2014. Este dispositivo ha mostrado ya considerable promesa dentro del campo, generando series bacterianas del genoma y amplicons apuntados. Las oportunidades existen para descentralizar la secuencia debido a los tiempo de ejecución y a la naturaleza compacta del subordinado rápidamente.

Han desplegado en el campo durante los brotes de Ebola, especialmente en Guinea, en donde fueron utilizadas para ordenar una deformación determinada de Ebola en el plazo de dos días después de la colección de la muestra, representando una calidad y una velocidad sumamente perfeccionadas del análisis que es ventajoso durante brotes y pandémicos rápidos de la enfermedad.

Aunque los nanopores se generan lo más común posible con medios biológicos, hay potencial para, de estado sólido los nanopores generados la tecnología no biológica. Esto permite nuevas, únicas aproximaciones a explotar el método.

El desplegarse en la tecnología

Como con todas las tecnologías, los investigadores están observando maneras de desplegar la tecnología de la secuencia del nanopore. Una de las áreas principales del foco para los investigadores era cómo construir poros más grandes, que permitirían para que las proteínas sean canalizadas.

Uno de los usos potenciales de este revelado es la creación de los sensores viables de la proteína. Sin embargo, un problema persistió: cómo diseñar las proteínas artificiales. Existió una falta de conocimiento básico en cómo lograr este extremo.

Este reto llevó a una nueva técnica para crear nanopores artificiales, sobre la base del plegamiento artificial de la DNA en las estructuras complejas. Primero explorado en el comienzo del siglo XXI, la técnica 3D-origami puede crear los nanostructures artificiales contratantes que imitan y se despliegan en biomoléculas naturales.

Escribiendo en comunicaciones de la naturaleza en los meses últimos de 2019, las personas de investigadores daneses lograron cuáles no eran previamente posibles, representando un movimiento del paradigma en la tecnología: la creación de nanopores grandes, sintetizados usando la DNA. Este nanopore creado por la técnica 3D-origami puede desplazar las macromoléculas proteína-clasificadas a través del bilayer del lípido. Un sistema que bloqueaba que ofreció la capacidad a las moléculas del biosense también fue desarrollado.

Otros logros de los investigadores eran la adición de un enchufe controlable, que significó que el poro podría controlar selectivamente el pasaje de moléculas específicas por talla y la adición de solapas controlables.

Las solapas controlables permitieron la inserción de sensores en las membranas del objetivo que soportan las moléculas específicas de la señal. El equipo de investigación cree que éste podría permitir para que los sensores sean insertados en una célula enferma, abriendo posibilidades en el nivel celular para las mejorías en diagnosis y el tratamiento de la enfermedad que no eran previamente posibles.

Una DNA punta que ordena tecnología

Ciertamente, la tecnología de la secuencia del nanopore sigue siendo promesa inmensa relativamente nueva pero demostraciones en el campo de la secuencia de la DNA y de su uso a la diagnosis de la enfermedad, así como varias otras áreas de la investigación de las ciencias de la vida.

La tecnología representa un movimiento del paradigma en el campo y es actualmente el tema del revelado intenso de las personas a través del mundo. Sin embargo, la investigación adicional todavía se necesita, ciertamente en el uso de la técnica 3D-origami, si se va esta tecnología punta a ser perfeccionada.

Fuentes

Brezo, J.M y cadena, B (2015) la serie del secuenciador: La historia de ordenar la genómica vol. 107, entrega 1, PGS de la DNA. 1 https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0888754315300410

Thomsen, nanopore talla-selectivo grande de la DNA de R.P y otros (2019) A con detectar las comunicaciones 10, número de la naturaleza de los usos del artículo: 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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