Adnan。乔杜里,Himanshu Joshi Han-Yi周,Kumar Sarthak James Wilson克里斯托弗Maffeo,阿列克谢AksimentievACS Nano14 15566 - 15576 (2020)DOI:10.1021 / acsnano.0c06191助理
在本文中,我们描述一个概念验证演示新的纳米孔测序方法,直接解决了当前纳米孔测序技术的缺点。我们的方法是建立在一个double-nanopore系统,使无限深度测序的个体DNA或RNA分子来回重复通过移动相同的分子通过纳米孔(“使用牙线”),这一过程可以根据需要经常重复,直到达到所需精度核苷酸的决心(参见SI电影1和2)。在这一过程中,我们的方法消除了需要任何容易出错的酶为速度控制,最后提供了一个可行的路径发展的一个纯粹的固态纳米孔测序平台,一个一直以来承诺的改变在纳米孔测序领域。我们double-nanopore测序平台特性的微流体系统的高保真交付和线程本地核酸,使genomic-length DNA和RNA的分析。高保真的组合加载和重复序列相同的分子可以直接测序DNA和RNA,与数量级在性能改进当前最先进的纳米孔测序对离子电流信号和基本要求在一个真正的单分子水平。
纳米孔测序的核酸有一个辉煌的历史的创新,最终使商业纳米孔测序成为可能。尽管如此,目前的纳米孔测序技术使改进的余地,尤其是对于原始读取和检测精度的核苷酸的修改。Double-nanopore测定一个方法,一个DNA分子被来回的拔河两nanopores-could可能提高单分子读精度和修改检测通过提供多个读取相同的DNA片段。一个原则难以实现这种技术是线程单链DNA通过纳米孔。在这里,我们描述和演示通过模拟奈米流体系统加载和线程DNA链通过double-nanopore设置有近100%的忠诚。高效加载实现通过使用沙漏状侧通道不仅提供分子到纳米孔还保留分子,错过了纳米孔在第一次尝试通过纳米孔捕获了。第二,推动了纳米孔捕获正交微流体流分裂分子被第一个纳米孔,并将其捕获第二纳米孔的体积。我们展示的潜在效用double-nanopore DNA测序系统通过模拟重复来回motion-flossing-of DNA链通过double-nanopore系统。我们表明,重复接触相同的DNA片段的纳米孔感应体积大大增加准确性的核苷酸序列测定和关联位移ssDNA通过两个纳米孔可能促进均聚物碎片的识别。
动画说明捕获、线程和纳米孔测序的单链DNA分子奈米流体双系统。
动画演示的所有原子MD模拟ssDNA通过双纳米孔系统的重复使用牙线。左派和右派电影显示底部剖视、单个纳米孔的放大视图的顶部显示的双纳米孔系统。
