新方法:石墨单分子层孔道DNA测序更精确

医疗健康 来源:生物谷
2016
01/20
09:40
生物谷 医疗健康

美国国家标准与技术研究院(NIST)近期提出了一种高效、精确的DNA测序方法。通过将DNA分子从超薄的石墨片层结构的孔洞中拉动,通过测量石墨孔洞边缘产生的电位变化,从而实现高速、高精度、高效率的DNA测序。该方法不同于以前的桑格尔测序法以及第二代第三代测序法。相关工作发表在《Nanoscale》上。

NIST的研究表明,该方法可以在一秒钟时间内,识别约660亿个碱基, 而且有90%的准确性,并且没有假阳性(false positive)。现在的这个测序还仅仅停留在概念层次,如果真的能够被实验证明,该方法可能最终会比会常规DNA测序更快和更便宜,是真正面向未来的测序方法。

在20世纪70年代开发的常规测序,涉及分离、复制、打标签和DNA的重组件,来读取的遗传信息。NIST的新方法则基于将DNA拉过纳米孔道的理论。这个概念 开创于20年前,基于带电粒子(离子)通过纳米通道,会引起电位的变化。时至今日,这个想法仍然很流行,但会造成诸如不必要的背景电流信号噪声、或干扰,也面临着选择性不足的挑战。

相比之下,NIST的新测序流程,是要建立临时的化学键,依靠石墨烯的能力,从打破这些化学键,将机械应变信号转变为电流信号。这实际上是一个很小的应变传感器,科学家认为他们虽然没有发明完整的技术,但是提出了一个新的物理原则,即有可能是远远优于其他测序方法。由于它的电性能和小型化的薄膜结构,石墨烯是在纳米孔测序概念中非常合适。在新的NIST法,石墨烯纳米带(4.5X15.5纳米)上有多个纳米孔道(2.5纳米宽),其中可以通过碱基。

使用计算机模拟该系统在室温下在水中进行测序,胞嘧啶附着到纳米孔,可以检测到鸟嘌呤。甲单链DNA分子从纳米孔通过,当鸟嘌呤通过是,与胞嘧形成啶氢键。当DNA的不断移动,石墨烯被猛拉,然后滑回原来的位置,键锻裂,从而出现电流变化。

研究人员利用与理论相结合的模拟数据,来估计可测量信号变化的水平。信号强度是在毫安范围内,比早先的离子电流的纳米孔的方法信号更强。基于90%的准确率的性能,而无需任何误报(没有假阳性),研究人员认为,相同的DNA链的四次独立的测量将产生99.99%的精度,可以达到测序人类基因组所需要的精确度。

理论分析表明,基本的电子过滤方法,可以分离出有用的电信号,而不需要复杂的数据处理,或其他严格限制的操作条件。除了连接碱基,纳米孔,所有的传感器组件已通过其他研究小组用实验证实可行。这项研究的作者得出结论,该测序的新概念充满了希望,这可能是新一代颠覆时代的新概念。

来源:生物谷

为你推荐

迈博智星完成近亿元天使轮融资,全力推进创新抗体药物研发与管线布局资讯

迈博智星完成近亿元天使轮融资,全力推进创新抗体药物研发与管线布局

本轮融资由龙磐投资领投,巢生资本、沂景资本和元生创投共同参与投资,元燚资本担任独家财务顾问

2026-03-23 18:04

赛诺菲中国研发中心全面战略升级资讯

赛诺菲中国研发中心全面战略升级

成立公司在华规模最大的转化医学研究中心,实现全球协作与本地产学研深度融合

2026-03-23 17:57

赶早赴约,忆路守护 礼来携手清华大学阿尔茨海默病科普创意大赛圆满收官资讯

赶早赴约,忆路守护 礼来携手清华大学阿尔茨海默病科普创意大赛圆满收官

今日,由礼来主办,清华大学承办的 “赶早赴约,忆路守护” 阿尔茨海默病(AD)科普创意大赛颁奖典礼在清华大学圆满落幕。

2026-03-23 17:48

健康小美+蚂蚁阿福,美年健康与蚂蚁健康推动AI医疗深度合作资讯

健康小美+蚂蚁阿福,美年健康与蚂蚁健康推动AI医疗深度合作

3月23日,美年健康与蚂蚁健康宣布达成全面战略合作。双方将依托美年长期沉淀的专业健康数据体系、覆盖全国的线下医疗服务网络,以及医学检测设备与标准化医疗服务能力所构成的这...

2026-03-23 17:06

迪哲医药舒沃哲单药一线治疗EGFR exon20ins非小细胞肺癌国际多中心III期临床试验获阳性顶线结果资讯

迪哲医药舒沃哲单药一线治疗EGFR exon20ins非小细胞肺癌国际多中心III期临床试验获阳性顶线结果

3月23日,迪哲医药发布公告称,其自主研发的产品舒沃哲(ZEGFROVY,通用名:舒沃替尼片)单药一线治疗表皮生长因子受体(EGFR)20 号外显子插入突变(exon20ins)晚期非小细胞...

2026-03-23 10:45

远葆医疗完成数千万元天使轮融资,布局神经康复与脑机接口领域资讯

远葆医疗完成数千万元天使轮融资,布局神经康复与脑机接口领域

本轮融资由上海科创集团旗下知识产权基金独家战略投资

2026-03-22 19:10

全球首创!蠕形螨睑缘炎创新眼药GPN01768国内正式获批资讯

全球首创!蠕形螨睑缘炎创新眼药GPN01768国内正式获批

GPN01768是美国FDA批准的首款、全球首创、也是目前全球唯一专门用于治疗蠕形螨睑缘炎的药物

2026-03-22 18:58

拓展入境健康消费,探索建设国际医疗旅游集聚区资讯

拓展入境健康消费,探索建设国际医疗旅游集聚区

统筹中国游、中国购、中国学、中国医等多维体验,系统构建“你好!中国”国家旅游形象,打造“中国游”品牌。

2026-03-21 20:47

DRG/DIP 3.0 的最新消息资讯

DRG/DIP 3.0 的最新消息

2026年3月19日上午,国家医保局开展按病种付费分组方案3 0版调整情况介绍活动。

2026-03-20 22:32

创新“无棉”静音技术,可孚医疗发布首款智能呼吸机资讯

创新“无棉”静音技术,可孚医疗发布首款智能呼吸机

3月20日,正值世界睡眠日到来之际,可孚医疗隆重举行呼吸机新品发布会,正式推出行业率先实现的无消音棉超静音AI智能呼吸机——C11。

2026-03-20 19:02

NVIDIA GTC 大会重磅发布:以 AI 与算力赋能药物研发全链路创新资讯

NVIDIA GTC 大会重磅发布:以 AI 与算力赋能药物研发全链路创新

在 GTC 大会上,NVIDIA 集中展示了其在制药与生命科学领域的核心技术成果与深度行业合作

2026-03-20 14:21

深耕肾病与代谢领域,炫景生物完成超2亿元Pre-A轮融资资讯

深耕肾病与代谢领域,炫景生物完成超2亿元Pre-A轮融资

本轮融资由康君资本领投,德联资本、华泰金斯瑞基金、金易赋新、国海创新资本、联想创投等机构联合参投,现有股东元希海河继续跟投

2026-03-20 13:52

先衍生物完成1.5亿元A轮融资,加速小核酸药物核心技术突破与管线推进资讯

先衍生物完成1.5亿元A轮融资,加速小核酸药物核心技术突破与管线推进

本轮融资由道远资本领投,启申创投联合领投,嘉乐资本、成都科创投集团、四川省中试研发有限公司、厦门高新投、增锐铭禾等机构跟投,同时成都先导、银满基金、怀格资本、钧天创...

2026-03-20 13:48

聚焦“三高一疹”共病联防,“乐龄健康第一课”全面升级、在沪开讲资讯

聚焦“三高一疹”共病联防,“乐龄健康第一课”全面升级、在沪开讲

多领域专家齐聚沪上“文化会客厅”,共话“小处方”背后的温情守护

2026-03-20 13:32

华海药业PD-L1/VEGF将正式启动子宫内膜癌的Ⅲ期临床试验资讯

华海药业PD-L1/VEGF将正式启动子宫内膜癌的Ⅲ期临床试验

3月19日,华海药业发布公告称,近日,下属子公司上海华奥泰生物药业股份有限公司就HB0025联合化疗一线治疗晚期 复发子宫内膜癌经过与国家药品监督管理局药品审评中心(CDE)Ⅱ...

2026-03-20 10:40

天宜康医药完成逾亿元种子轮融资,汪文博士领衔攻坚CAR-T行业核心痛点资讯

天宜康医药完成逾亿元种子轮融资,汪文博士领衔攻坚CAR-T行业核心痛点

本轮融资由弘毅投资和幂方健康基金共同领投,苏创投、承树投资、英贤投资及毅达资本跟投

2026-03-19 13:19

爱尔康披露关键数据:全球老视矫正型人工晶体植入量超600万枚,人工晶体植入总量突破1.75亿枚资讯

爱尔康披露关键数据:全球老视矫正型人工晶体植入量超600万枚,人工晶体植入总量突破1.75亿枚

全球人工晶体(IOL)植入技术在临床应用中不断取得新进展,为患者术后视觉质量的提升提供了更多可能性。

2026-03-19 13:08

赛诺菲首个中国创新与运营中心落户成都资讯

赛诺菲首个中国创新与运营中心落户成都

汇聚本土人才,赋能数字生态,共促医药创新转型升级

2026-03-19 13:04

沃森生物明天复牌,实控人变更资讯

沃森生物明天复牌,实控人变更

公司控股股东将变更为腾云新沃,实际控制人变更为黄涛,自此沃森生物结束16年的无实际控制人状态。

2026-03-18 23:09