Ферментативный контроль движения ДНК через нанопору
Исследование, опубликованное на этой неделе в Nature Nanotechnology, демонстрирует новый метод ферментативного контроля движения одноцепочечной ДНК через белковую нанопору. Работа учёных из Калифорнийского университета в Санта-Круз (UCSC) представляет собой ключевой шаг к секвенированию ДНК с помощью нанопор.
В публикации описано наблюдение за движением одноцепочечной ДНК (ssDNA) через белковую нанопору альфа-гемолизин (AHL). Перемещение ssDNA контролировалось с помощью полимеразы, облегчающей репликацию отдельных молекул ДНК. Это движение можно было инициировать с помощью электронного контроля. Было показано, что активность полимеразы блокируется в растворе, когда ssDNA не находится у входа в нанопору. Однако захват цепи порой удаляет блокирующую цепочку нуклеотидов и позволяет полимеразе работать на захваченной цепи.
Исследователи UCSC сотрудничают с Oxford Nanopore Technologies Ltd в разработке нового поколения электронных технологий секвенирования ДНК на уровне одной молекулы. В методе "секвенирования цепи" измеряется ток через нанопору, пока полимер ДНК проходит через неё. Изменения этого тока используются для идентификации оснований ДНК в молекуле, по порядку. Данная работа решает ключевую проблему для этого метода: точный контроль скорости перемещения цепи ДНК через нанопору, чтобы она была постоянной и достаточно медленной для точной идентификации отдельных оснований ДНК. Работа в Nature Nanotechnology впервые показывает, что движение цепи можно контролировать с помощью электронной обратной связи и что фермент может перемещать цепь против поля, находясь поверх нанопоры.
"Техники, описанные в этой статье, являются шагом вперёд к электронному секвенированию цепей ДНК на уровне одной молекулы", — сказал исследователь профессор Марк Акесон из UCSC. "Электронный контроль перемещения ДНК через белковую нанопору — это научная цель, к которой мы стремились годами, и эти методы теперь формируют основу для дальнейшей работы в наших лабораториях. Мы впечатлены нашим сотрудничеством с Oxford Nanopore, чья стратегия параллельного сенсоринга с помощью нанопор впечатляет".