211service.com
Teraherca mikroshēma identificē īsus DNS pavedienus
Viens no nozīmīgākajiem praktiskiem izaicinājumiem, ar ko šobrīd nodarbina molekulārie biologi, ir atrast labākus veidus, kā identificēt īsus DNS pavedienus. Šīs nukleotīdu virknes, ko sauc par oligonukleotīdiem, ir ļoti noderīgas tādos procesos kā ģenētiskā testēšana, kriminālistika un DNS amplifikācija.
Bet virzienu identificēšana ir nedaudz nogurdinošs bizness. Gandrīz katra noteikšanas metode ir balstīta uz fluorescējošām krāsvielām un marķieriem, kurus var uztvert optiskie sensori, nodrošinot noderīgu, bet netiešu norādi par esošajām molekulām.
Bet molekulārie biologi vēlētos labāku sistēmu, kas mēra iesaistīto molekulu īpašības un tādējādi sniedz tiešus pierādījumus par nukleotīdu secību. Patiešām, dažādas pētniecības grupas strādā pie šādām sistēmām, dažas no kurām ar ievērojamiem panākumiem.
Šodien Andrejs Čerņevs no Sanktpēterburgas Akadēmiskās universitātes Krievijā un daži draugi saka, ka ir izgudrojuši pilnīgi jaunu veidu, kā identificēt oligonukleotīdus, izmantojot terahercu starojumu. Mūsu rezultāti parāda jaunu metodi bez etiķetes, reāllaika oligonukleotīdu raksturošanai, viņi saka.
Oligonukleotīds ir īsa vienpavedienu DNS vai RNS molekula, kas parasti sastāv no mazāk nekā simts bāzēm. Šo bāzu secība nosaka oligonukleotīda veidu. Tātad ideāls noteikšanas mehānisms atklātu šo secību.
Čerņeva un co ideja ir balstīta uz veidu, kā šīs molekulas rezonē. Viņi saka, ka bāzu secība oligonukleotīdā nosaka veidu, kādā virkne rezonē frekvencēs terahercu diapazonā. Viņu ideja ir uztvert vienu oligonukleotīdu dobumā, kas piepildīts ar terahercu viļņiem, kas stimulē šo rezonanses uzvedību.
Tie sākas ar signāla radīšanu pēc iespējas tuvāk rezonanses režīmam. Mērot izvadi no šī dobuma, viņi var noteikt, kad ievades spektri precīzi atbilst molekulas rezonanses režīmiem. Tas viņiem precīzi norāda, kāda veida oligonukleotīds viņiem ir.
Tāda ir teorija, un viņi to ir pārbaudījuši, izmantojot ierīci, ko viņi sauc par silīcija nanosviestmaizi, p-veida silīcija kvantu iedobi, ko ieskauj barjeras, kas leģētas ar boru. Tas rada terahercu starojumu iedobē, kurā tiek nogulsnēts oligonukleotīds tādā koncentrācijā, kas ļauj iekļūt vienai molekulai.
Viņi ir pārbaudījuši ierīci ar diviem oligonukleotīdiem, no kuriem viens bija 50 bāzes garš un otrs, kas bija 100 bāzes garš, un raksturoja to unikālās rezonanses. Tas ļauj viņiem relatīvi viegli atšķirt divus oligonukleotīdus istabas temperatūrā.
Bet tas ir tikai pirmais solis. Tālāk ir nepieciešama vesela unikālo parakstu bibliotēka, kas saistīta ar katru oligonukleotīdu. Tam vajadzētu būt iespējamam. Chernev un co mērķis ir sākt ar katras monomēra un dimēra molekulas, kas veido oligonukleotīdus, rezonanses analīzi. To parakstiem vajadzētu nodrošināt sava veida alfabētu, no kura var noteikt sarežģītāku polimēru rezonansi.
Tā ir interesanta pieeja. Taču šī ir pārpildīta zona, kurā sacenšas daudzas labas idejas, lai kļūtu par standarta paņēmienu dzīvības molekulu ātrai un lētai identificēšanai. Čerņevam un citiem būs jāstrādā, lai pierādītu, ka viņu metode ir labāka par citām, kas top. Bet tam noteikti ir potenciāls, un tāpēc tas ir jāraugās nākotnē.
Atsauce: http://arxiv.org/abs/1407.6520 : DNS noteikšana ar THz sūknēšanu