Этот метод пропускает нити ДНК через крошечное отверстие, называемое нанопорой, в атомарно тонком листе материала, через который проходит электрический ток. Исследование было опубликовано в первом выпуске журнала npj 2D Materials and Applications, нового журнала от Nature Press.
«Одно или несколько метилирований не имеют большого значения, но если их много и они упакованы близко друг к другу, то это плохо», — сказал руководитель исследования Жан-Пьер Лебертон, профессор электротехники и компьютерной инженерии в Иллинойсе. «Метилирование ДНК на самом деле является стартовым процессом для рака. Поэтому мы хотим определить, сколько их существует и насколько они близки друг к другу.
Это может сказать нам, на какой стадии находится рак».Другие попытки использовать нанопоры для обнаружения метилирования были ограничены в разрешении. Исследователи начинают с того, что пробивают крошечное отверстие в плоском листе материала толщиной всего в один атом или молекулу. Пора погружается в солевой раствор, и через нее подается электрический ток, чтобы провести молекулу ДНК.
Провалы в текущем состоянии предупреждают исследователей о прохождении метильной группы. Однако, когда двое или трое находятся близко друг к другу, пора интерпретирует это как один сигнал, сказал Лебертон.Группа из Иллинойса попробовала несколько иной подход.
Они подавали ток непосредственно на проводящий лист, окружающий пору. Работая с Клаусом Шультеном, профессором физики из Иллинойса, группа Лебертона в Иллинойском институте передовых наук и технологий Бекмана использовала передовое компьютерное моделирование для тестирования приложения тока к различным плоским материалам, таким как графен и дисульфид молибдена, когда метилированная ДНК была пропущена через них. .«Наше моделирование показывает, что измерение тока через мембрану, а не только раствора вокруг нее, является гораздо более точным», — сказал Лебертон. «Если у вас есть два метилирования близко друг к другу, даже всего в 10 парах оснований, вы по-прежнему будете видеть два провала без перекрытия.
Мы также можем отобразить, где они находятся на цепи, чтобы мы могли видеть, сколько их и где они находятся. "Группа Лебертона работает с сотрудниками над улучшением нитей ДНК, снижением шума в электрическом сигнале и проведением экспериментов для проверки их моделирования.Видео: https://www.youtube.com/watch?v=ShJfg4H1IG8