作者:龙亿涛等 来源:《自然—纳米技术》 发布时间:2016/5/5 14:06:56
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新成果或大幅降低测序成本

 

华东理工大学龙亿涛课题组在生物纳米孔超灵敏单核苷酸分辨领域取得独创性突破,实现了对仅有单个核酸长度差异DNA分子的超灵敏电化学检测,并成功地应用于实时观测核酸外切酶“分步降解”单链DNA的过程。相关研究成果于4月25日作为首页文章发表于《自然—纳米技术》

DNA测序能通过血液或唾液分析测定基因全序列,预测罹患多种疾病的可能性,有助精准治疗。但目前的DNA测序技术昂贵的价格让普通大众望而却步。生物纳米孔单分子分析技术因其低成本、快速和无须荧光标记等优点被视为最具前景的DNA测序技术之一。

论文的第一作者、博士生曹婵解释说,在实际实验过程中,单链DNA穿过纳米孔的速度极快(约1微秒/碱基),造成电流阻断信号极小(皮安级),阻碍了纳米孔测序技术发展。

龙亿涛课题组首次使用野生型且无任何修饰的气单胞菌溶素生物孔,将单链DNA的过孔速度降低了三个数量级(2.0毫秒/碱基),完成了对仅有单个碱基差异DNA分子的超灵敏识别,并实现了混合复杂体系的超灵敏检测。该研究还通过改变检测体系的酸碱度,调节了气单胞菌溶素孔道内腔的电荷分布,促进了对DNA与气单胞菌溶素孔道内腔表面氨基酸残基相互作用的深入理解。

据介绍,气单胞菌溶素来源于嗜水气单胞菌,主要存在于水生环境,是一种天然的纳米蛋白孔,具有成本低、简单易得的特点。研究人员实现了气单胞菌溶素纳米通道的成功制备和单分子信号的获取。

“这一独创性研究成果不仅进一步降低纳米孔单碱基分辨的成本,同时也将大大提高纳米孔DNA测序的精确度。”龙亿涛表示。(来源:中国科学报 黄辛 张婷)

 
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