Všímáme si

Vědci simulovali extrémně rychlé čtení DNA grafenovým nanopórem

Vědci amerického Národního institutu pro standardy a technologie (NIST) simulovali nový koncept extrémně rychlého a přesného čtení DNA. Nový přístup spočívá v protažení řetězce DNA skrz chemicky aktivovaný nanopór v grafenové membráně a v detekci změn elektrického proudu, k nimž při takovém průchodu dochází.

Vědci simulovali extrémně rychlé čtení DNA grafenovým nanopórem
Vědci simulovali extrémně rychlé čtení DNA grafenovým nanopórem

Simulace NIST naznačují, že s touto metodou by bylo možné přečíst neuvěřitelných 66 miliard písmen DNA za sekundu, s devadesáti procentní přesností a bez falešně pozitivních výsledků. Pokud se vědcům podaří vytvořit takovou fungující technologii, bude to naprostý zvrat ve všech odvětvích, které pracují s DNA, jako je medicína, forenzní genetika a řada dalších.

Konvenční čtení DNA pochází ze sedmdesátých let a zahrnuje poměrně složitou manipulaci s kousky DNA. Metoda, kterou vyvíjejí v NIST je založená na vylepšení jejich vlastního, asi dvacet let starého konceptu nanopórového čtení DNA. Řetězec DNA při něm prochází nanopóry, čili velmi drobnými otvory v určitém materiálu a zařízení detekuje nepatrné změny v elektrickém proudu, které vyvolává průchod elektricky nabitých součástí DNA. Materiál s nanopóry byl původně protein, ale ten se úplně neosvědčil.

Nápad s nanopóry je stále populární, vědci se ho ale snaží vylepšit, aby omezili rušení nežádoucím elektrickým šumem a také zvýšili nedostatečnou selektivitu nanopórů. Pokukují přitom po nových materiálech, jako je právě grafen. Nový přístup nanopórového čtení DNA z NIST vsází na vytváření dočasných chemických vazeb a vlastnosti grafenu, které umožňují převést zánik chemických vazeb na měřitelné impulsy elektrického proudu.

Podle šéfa vývoje čtení DNA pomocí nanopórů v grafenu, teoretika Alex Smoljanitského, zatím ještě v NIST nevytvořili kompletní technologii. Nastínili ale fyzikální princip, který by měl fungovat, a s jehož pomocí by měli být schopni číst DNA jako superhrdinové. Pokud se jim to povede, svět molekulární biologie a genetiky se změní.

Text: Stanislav Mihulka – Gate2Biotech, Publikováno se souhlasem Gate2Biotech (redakčně upraveno), Ilustrační foto: Stew Dean, Flicker, 2005, CC BY 2.0, Crick and Watson's model of DNA