检测DNA序列使用纳米孔中的一个交变电场电容器

Gregory Timp G Sigalov,杰弗里·卡莫和阿列克谢Aksimentiev
纳米列托人8 (1)56 - 63 (2008)
DOI:10.1021 / nl071890kPMID:18069865助理

突出

高通量DNA测序技术已经提供了无价的信息对人类基因组的组织和团体之间的基因组序列的共同变化的个体。迄今为止,然而,整个测序的高成本限制了该方法的广泛使用在基础研究和个人药品。使用纳米孔测序DNA的合成硅膜可以显著降低测序成本,启用时,原则上,直接读出核苷酸序列的DNA链通过电测量。尽管技术来制造纳米孔和使用它们来检测单个DNA分子已经证明,一个方法来确定单核苷酸的DNA序列精度缺乏。在这项研究中,我们调查的可行性的纳米孔测序DNA使用电场周期性地交替进行。通过分子动力学模拟,我们表明,来回运动的DNA 1-nm-diameter孔隙sequence-specific滞后,导致检测静电势的变化在纳米孔电容器的电极和sequence-specific漂移的DNA链通过振荡偏压下的孔隙。这些观察的基础上,我们提出一个方法检测DNA序列的调制周期的工作周期交变的潜力。当技术实现的,这种方法会导致医疗的重大进展,因为它会使个人基因组学一个负担得起的现实。这项研究中被描述报告发表在纳米快报

文摘

分子动力学模拟显示,来回运动的DNA链通过1纳米孔隙直径展品sequence-specific滞后,起源于纳米孔收缩的DNA碱基的重新定位。这种滞后的DNA运动导致检测静电势的变化在纳米孔电容器的电极和sequence-specific漂移的DNA链振荡下跨膜的偏见。策略建议在纳米孔测序DNA定期使用交替的电场。