放缓的易位使用纳米孔小于双链DNA双螺旋结构

季米特洛夫Utkur Mirsaidov,杰弗里·卡莫Valentin阿列克谢Aksimentiev,格里高利Timp
纳米技术21日(39)395501 (2010)
DOI:10.1088 / 0957 - 4484/21/39/395501PMID:20808032助理

突出

DNA的双螺旋结构的形象已成为生物技术和基因的标志。然而,这种双螺旋结构不仅仅是一个美观的形象:它给双链DNA特殊的机械性能相关的生物学和生物技术。我们以前所示双链DNA分子可以通过小直径比的微细小孔电动双螺旋结构。这怎么可能?我们的计算机模拟表明,DNA双螺旋结构拉伸和扭曲通过孔隙小于自身的情况有点像迫使饮用吸管穿过小洞饮料盒。有了这个知识,Timp和Aksimentiev组的研究人员已经发明了一种方法来陷阱DNA分子驾驶到孔隙使用强大的电力,然后减少电力,而DNA仍在孔隙。使用分子动力学模拟,我们检查了捕获DNA双螺旋结构中原子的过程细节,为我们实验的合作者提供力量和时间尺度的估计。使用专用电路,Timp组的研究人员展示了陷阱机构在实践中。这项研究的结果显示的可能性控制双链DNA的运动通过一个固态纳米孔。这种控制可以促进纳米孔测序,有可能降低DNA测序的成本在某种程度上,你和你的医生可以做出医疗决定基于独特的基因组信息。这项工作的描述报告出现在纳米技术。

文摘

现在可以缓慢和陷阱一个双链DNA分子(dsDNA),通过拉伸使用纳米孔,直径小于双螺旋结构,固体膜。通过应用一个电场力大于拉伸的门槛,通过孔隙dsDNA可以推动。一旦检测到当前的封锁与把相关分子,电场在孔隙切换时间间隔小于易位为拉伸值低于阈值。根据分子动力学(MD)模拟,这让毛孔收缩的dsDNA拉伸碱基对倾斜,而b形式规范之外的孔隙结构是不变的。在这个配置中,移位速度是大大减少从1 bp / 10 ns大约1 bp / 2女士在极端情况下,可能促进高保真读取测序,精确的分类,高分辨率光谱(力)。