納米孔測序
編輯納米孔測序是第三代方法,用于生物聚合物的測序,特別是DNA或RNA形式的多核苷酸。
使用納米孔測序,可以對單個DNA或RNA分子進行測序,而無需對樣品進行PCR放大或化學標記。在以前開發的任何測序方法中,上述步驟中至少有一個是必要的。納米孔測序具有提供相對低成本的基因分型、高測試遷移率和快速處理樣品的潛力,并能夠實時顯示結果。關于該方法的出版物概述了其在快速識別病毒病原體、監測埃博拉病毒、環境監測、食品安全監測、人類基因組測序、植物基因組測序、抗生素耐藥性監測、三聯體和其他應用中的應用。
納米孔測序的發展
編輯納米孔測序花了25年才完全實現。它涉及學術界和行業之間的密切合作。最早提出納米孔測序想法的人之一是大衛·迪默教授。1989年,他勾勒出了一個計劃,通過嵌入薄膜中的蛋白質納米孔驅動單鏈DNA,作為他從零開始合成RNA工作的一部分。迪默和他的團隊意識到同樣的方法可能具有改善DNA測序的潛力,在接下來的十年里進行了測試。1999年,迪默和他的同事發表了xxx篇使用“納米孔測序”一詞的論文,兩年后,他制作了一張實時通過納米孔的DNA發夾圖像。哈根·貝利教授領導的團隊為納米孔測序奠定了另一個基礎,他從20世紀90年代開始獨立開發隨機傳感技術,該技術用于測量通過納米孔的離子電流的變化,以確定物質的濃度和身份。到2005年,貝利在DNA測序方法方面取得了重大進展,并共同創立了牛津納米孔,以幫助進一步推進這項技術。從一開始,該公司就認為納米孔測序為使DNA測序更便宜、更快提供了一種手段,不再依賴昂貴的試劑和設備,這使得該過程成為高收入國家高度集中實驗室的保存地。2014年,該公司發布了其xxx便攜式納米孔測序設備。這標志著一個重大突破,因為它使DNA測序幾乎可以在任何地方進行,即使在資源有限的偏遠地區也是如此。這為實地實時檢測、追蹤、摸清疫情背后新發病原體的演變開辟了新的篇章。
生物:利弊
生物納米孔測序系統有幾個基本特征,與固態系統相比,它們具有優勢——這種設計方法的每個優勢特征都源于將蛋白質納入其技術。均勻的孔隙結構,通過孔隙通道精確控制樣品易位,甚至檢測樣品中的單個核苷酸,都可以由來自多種生物類型的獨特蛋白質來促進。
蛋白質在生物納米孔測序系統中的使用,盡管有各種好處,但也帶來了一些負面特征。這些系統中蛋白質對局部環境壓力的敏感性總體上對單位的壽命有很大影響。一個例子是,運動蛋白只能在一定的pH值范圍內以足夠的速度解壓縮樣品,而不能在范圍之外足夠快地運行——這個約束會影響整個測序單元的功能。另一個例子是,跨膜孔蛋白只能在一定數量的運行中可靠地運行,然后才能分解。在設計任何可行的生物納米孔系統時,這兩個例子都必須受到控制——這在盡可能降低和競爭力的同時,在其他系統保持這種技術成本的同時,可能很難實現。
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