合成DNA納米孔的新方法
丹麥的一個(gè)科學(xué)家小組已經(jīng)建立了一種方法來(lái)創(chuàng)造一種合成的DNA納米孔,它能夠選擇性地在脂質(zhì)雙層中轉(zhuǎn)移蛋白質(zhì)大小的大分子。
這項(xiàng)研究擴(kuò)展了牛津納米孔技術(shù)公司的研究,該公司于2015年推出了第一種商用納米孔DNA測(cè)序裝置,這被認(rèn)為是DNA測(cè)序方面的一項(xiàng)重大進(jìn)展。
牛津納米孔技術(shù)公司在2015年開(kāi)展的工作建立了第一個(gè)商業(yè)納米孔DNA測(cè)序裝置,這對(duì)該行業(yè)來(lái)說(shuō)是革命性的。該團(tuán)隊(duì)創(chuàng)造了一種基于綜合工程跨膜蛋白的納米孔測(cè)序方法,允許長(zhǎng)鏈DNA通過(guò)孔的中心管腔。
在這里,修正離子電流功能作為傳感器的個(gè)別基地在DNA。這一成就是幾十年來(lái)研究如何使納米孔DNA測(cè)序成為可能和商業(yè)化的結(jié)果。
他們的方法的成功被視為DNA測(cè)序的關(guān)鍵步驟,為未來(lái)的應(yīng)用打開(kāi)了許多潛在的大門(mén)..在牛津納米粒子技術(shù)公司取得成功之后,可能的研究團(tuán)隊(duì)試圖擴(kuò)大他們的開(kāi)創(chuàng)性工作。
其中許多團(tuán)隊(duì)的工作重點(diǎn)是探索如何擴(kuò)大牛津納米孔技術(shù)公司的工作原理。他們主要研究了如何建立更大的毛孔,以允許蛋白質(zhì)被引導(dǎo),使蛋白質(zhì)傳感器的創(chuàng)造成為可能。
然而,研究團(tuán)隊(duì)不斷遇到同樣的障礙,這是對(duì)人工蛋白質(zhì)設(shè)計(jì)缺乏基本的理解。這一挑戰(zhàn)導(dǎo)致建立了一種基于人工折疊DNA為復(fù)雜結(jié)構(gòu)的人工DNA的新技術(shù)。
這種替代方法被稱(chēng)為3D折紙技術(shù),這是大約十年前首次寫(xiě)出來(lái)的。到目前為止,對(duì)3D折紙技術(shù)的研究表明,它能夠收縮復(fù)雜的納米結(jié)構(gòu),不僅模仿自然發(fā)生的復(fù)合物,而且還擴(kuò)展到它們上。
本月,丹麥研究小組在《自然通訊》(Nature Communications)雜志上發(fā)表了他們的發(fā)現(xiàn),其中解釋了他們是如何利用3D折紙技術(shù)從DNA中創(chuàng)造出一個(gè)大的合成納米孔的。它們表明,納米孔結(jié)構(gòu)能夠通過(guò)脂質(zhì)雙層將大的蛋白質(zhì)大分子從一個(gè)室轉(zhuǎn)移到另一個(gè)室。
此外,他們?cè)诳紫吨薪⒘艘粋€(gè)功能門(mén)控系統(tǒng),使其具有生物傳感分子在溶液中的附加能力。
該小組使用強(qiáng)大的光學(xué)顯微鏡觀察分子的運(yùn)動(dòng),流經(jīng)單個(gè)納米孔。然后,研究人員擴(kuò)展了他們的成就,發(fā)展了根據(jù)分子的大小控制分子流動(dòng)的能力。
為了做到這一點(diǎn),他們?cè)诳字刑砑恿艘粋€(gè)可控的插頭,允許孔的大小選擇性地控制哪些蛋白質(zhì)大小的分子能夠過(guò)濾,展示了一種實(shí)時(shí)、無(wú)標(biāo)簽、生物傳感的觸發(fā)分子的新方法。
最后,該團(tuán)隊(duì)在孔隙中添加了可控的襟翼,使它們能夠?qū)⒆约翰迦肽繕?biāo)膜,即那些具有特定信號(hào)分子的膜。該小組認(rèn)為,這種能力將允許未來(lái)的發(fā)展,即傳感器可以被專(zhuān)門(mén)插入到病變細(xì)胞中,從而形成一種機(jī)制,在細(xì)胞水平上形成診斷。
因此,丹麥團(tuán)隊(duì)的成就可能證明對(duì)改變某些疾病的診斷和治療的未來(lái)具有重要意義。然而,在創(chuàng)建一個(gè)可供臨床使用的應(yīng)用程序之前,需要進(jìn)行大量的研究。
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