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最新DNA测序方法 精度提高1000倍

导读: 接下来是将DNA溶解在包含带电离子的粘液中,研究人员可以微调粘液的分子结构来改变它的“粘度梯度”。这一液体属于一种“室温离子液体”,其实际上是一种盐溶液。EPFL的科学家利用了液体的可调性,将其达到了一种足以减慢DNA的理想粘度梯度。

  来自瑞士洛桑联邦理工学院(EPFL)的科学家们开发出了一种方法,将DNA测序的精度提高了1000倍。利用纳米孔来读取单个核苷酸,这一方法为更好及更廉价的DNA测序铺平了道路。

  DNA测序是一种能够确定DNA分子准确序列的技术。作为当前最重要的生物及医学工具之一,它构成了基因组分析的核心。通过辨认基因的确切组成,科学家们可以检测出突变,甚至识别出不同的生物体。

  一种强大的DNA测序方法利用了微小的纳米孔来读取通过的DNA。然而,由于DNA往往以极快的速度通过纳米孔,“纳米孔测序”错误率非常的高。EPFL的科学家们现在发现了一种粘性液体可以让这一过程的速度减慢1000倍,大大提高了这一方法的分辨率和精度。这一突破性成果发布在《自然纳米技术》(Nature Nano technology)杂志上。

  读取速度过快

  DNA是由4种不同的重复构件组成的长分子。这些称作为“核苷酸”的构件按各种组合串在一起,其中包含着了细胞的遗传信息,如基因。基本上,这4种核苷酸构成了所有的遗传语言。DNA测序就是通过设法译解这一语言,将其分解为单个的碱基。

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  在纳米孔测序过程中,DNA就像线穿过针一样地通过膜中的微小孔道。这一孔道中包含有电流,当每个核苷酸通过这一孔道时,它们会以各自的方式阻止电流,由此可以识别出这些核苷酸。尽管这种方法很强大,但它却受到高速度的困扰:DNA通过孔道的速度过快,使得无法以足够的精度来读取它。

  放慢速度

  EPFL生物工程研究所Aleksandra Radenovic实验室现在利用一种粘性液体将DNA通过的速度减慢了2-3个数量级,攻克了这一问题。由此,将测序精度提高至单核苷酸。

  这项研究是由冯建东(Jiandong Feng,音译)、刘科(KeLiu,音译)与Andras Kis实验室的同事们共同完成。两位研究人员开发出了一种由二硫化钼(MoS2)构成的、厚度仅为0.7nm的膜。研究小组随后在膜上制造出了大约3nm宽的纳米孔。

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