Populære Innlegg

Redaksjonens - 2019

Nanoporer kan kartlegge små endringer i DNA som signaliserer store skift i kreft

Anonim

Ved å oppdage kreft tidlig, akkurat som endringer begynner i DNA, kan det øke diagnosen og behandlingen, samt videre forståelse av sykdommen. En ny studie fra University of Illinois-forskere beskriver en metode for å oppdage, telle og kartlegge små tillegg til DNA som kalles metyleringer, noe som kan være et varsel om kreft, med enestående løsning.

annonse


Metoden tråder DNA-tråder gjennom et lite hull, kalt en nanopore, i et atomisk tynt ark av materiale med en elektrisk strøm som går gjennom den. Studien ble utgitt i det første utgaven av tidsskriftet npj 2D Materials and Applications, en ny journal fra Nature Press.

«En eller noen få metyleringer er ikke en stor sak, men hvis det er mange av dem og de er pakket sammen, så er det dårlig, » sa studieleder Jean-Pierre Leburton, professor i elektroteknikk og datateknikk i Illinois. "DNA-metylering er faktisk en startprosess for kreft. Så vi vil oppdage hvor mange av dem er, og hvor tett de er. Det kan fortelle oss i hvilket stadium kreften er."

Andre forsøk på bruk av nanoporer for å oppdage metylering har vært begrenset i oppløsning. Forskere begynner med å slå et lite hull i et flatt ark av materiale, bare ett atom eller et tykt molekyl. Porene er nedsenket i en saltoppløsning og en elektrisk strøm påføres for å drive DNA-molekylet gjennom porene. Dips i dagens varsling forskerne som en metylgruppe passerer gjennom. Men når to eller tre er tett sammen, tolker poren den som et signal, sa Leburton.

Illinois-gruppen prøvde en litt annen tilnærming. De brukte en strøm direkte på det ledende arket som omgir porene. I samarbeid med Klaus Schulten, professor i fysikk i Illinois, Leburtons gruppe ved Illinois 'Beckman Institute for Advanced Science and Technology, ble det brukt avanserte datasimuleringer for å teste påføring av strøm til forskjellige flate materialer, for eksempel grafen og molybdendisulfid, da metylert DNA ble gjenget gjennom .

"Våre simuleringer indikerer at måling av strømmen gjennom membranen i stedet for bare løsningen rundt den er mye mer presis, " sa Leburton. "Hvis du har to metyleringer tett sammen, bare bare 10 basepar unna, fortsetter du å se to dyp og ikke overlappende. Vi kan også kartlegge hvor de er på stranden, så vi kan se hvor mange er og hvor de er. "

Leburtons gruppe jobber med samarbeidspartnere for å forbedre DNA-tråden, for å redusere støy i det elektriske signalet og å utføre eksperimenter for å verifisere simuleringene.

Video: //www.youtube.com/watch?v=ShJfg4H1IG8

annonse



Historie Kilde:

Materialer levert av University of Illinois i Urbana-Champaign . Merk: Innholdet kan redigeres for stil og lengde.


Tidsreferanse :

  1. Hu Qiu, Aditya Sarathy, Klaus Schulten, Jean-Pierre Leburton. Påvisning og kartlegging av DNA-metylering med 2D-materiale nanoporer . npj 2D materialer og applikasjoner, 2017; 1 (1) DOI: 10, 1038 / s41699-017-0005-7