Edinstveno orodje za demokratizacijo vstopa na področje raziskav nanopor

Nanopora je majhna luknja v tanki membrani s premerom približno milijarditi del metra, ali približno širino posamezne molekule DNK. Potencialne uporabe teh nanopor so tako raznolike - od medicine do informacijske tehnologije (IT) - da bi lahko imele velik vpliv na naše vsakdanje življenje. Zdaj skupina raziskovalcev na Univerzi v Ottawi demokratizira vstop na področje raziskav nanopor s ponudbo edinstvenega orodja za pospešitev razvoja novih aplikacij in odkritij.

Inovativni laboratorij T.-Cossa, ki je preučeval biofiziko z eno molekulo, prišel na idejo, da raziskovalni skupnosti posreduje protokole, modeli strojne opreme, in programsko opremo, potrebno za hitro izdelavo trdnih nanopor, poceni, in popolnoma avtomatizirana moda. Ta metoda je zdaj na voljo v spletni reviji Naravni protokoli .

Ta poteza je blagoslov za raziskovalce, ki razvijajo diagnostične in zaporedne aplikacije v zdravju, znanosti o življenju, in IT, kjer je treba z natančno natančnostjo nanopora odkriti in identificirati posamezne biološke molekule, kot so beljakovine ali DNK.

Prvič, izdelujemo naše edinstveno orodje za izdelavo nanopora prosto dostopno. Odločili smo se, da bomo naši patentirani tehnologiji izdelave nanopora brezplačno ponudili raziskovalni skupnosti, za razširjanje in razširitev področja raziskav nanopor. "

Vincent Tabard-Cossa, profesor na Oddelku za fiziko in direktor Laboratorija za uporabno enomolekularno biofiziko na Univerzi v Ottawi

Nanopore v trdnem stanju so zdaj dobro uveljavljene kot senzorji z eno biomolekulo, ki obljubljajo hitre in poceni aplikacije zaznavanja in sekvenciranja, vključno s hitro identifikacijo patogenov, količinska opredelitev biomarkerjev za natančno medicino, metagenomika, analiza mikrobiomov, in raziskave raka. Vendar pa do pred kratkim, to obljubo so zadušili dragi, delovno intenziven, in metode z nizkim donosom, s katerimi so bile izdelane pore. Za rešitev tega problema, Profesor Tabard-Cossa in njegova ekipa sta leta 2012 uvedla poceni in prilagodljivo metodo izdelave nanopora v trdnem stanju, imenovano nadzorovana razčlenitev (CBD), ki je od takrat postala metoda izbire, s katero raziskovalne skupine po vsem svetu izdelujejo trdne nanopore.

"Za spodbujanje dostopnih inovacij, odločili smo se za izdelavo instrumenta in delovnega toka, ki bi ga lahko uspešno vodil nekdo, ki še nikoli ni slišal za nanopor, "je rekel Matthew Waugh, vodja laboratorija T.-Cossa Lab. "Z lokalnim znanstveno -dosegljivim programom smo že dosegli nekaj neverjetnih uspehov, kjer so lahko srednješolci samostojno izdelali nanopore in odkrili posamezne molekule DNK v enem popoldnevu z našimi orodji."

Izdelava pore CBD nadomešča drago, ročno upravljani elektronski mikroskopi z nizkimi stroški, enostaven za uporabo, majhni namizni instrumenti, ki samodejno izdelajo nanopore do določene velikosti s pritiskom na gumb. Po besedah ​​dr. Tabard-Cossa, raziskovalci se lahko zdaj osredotočijo na razvoj različnih aplikacij nanopora v resničnem svetu na različnih področjih.

"Ena taka aplikacija se spopada z naraščajočo potrebo po shranjevanju in arhiviranju ogromnih količin digitalnih informacij v zelo dolgih časovnih obdobjih, "je rekla Kyle Briggs, podoktorski sodelavec v laboratoriju T.-Cossa. "Narava je ta problem že zdavnaj rešila z DNK, in podoben pristop bo deloval pri nas, v katerem so podatki shranjeni kot zaporedje sintetičnega polimera, zmanjšanje strežniških kmetij do velikosti hladilnika in prihranek milijard dolarjev pri stroških energije in ocvrtih trdih diskih. Nanopore v trdnem stanju bi lahko omogočile naslednji pomemben preboj pri shranjevanju podatkov, saj jih je mogoče uporabiti kot element, ki bere informacije iz polimerov, "je dodal.

• Študija ugotavlja razširjenost bolezni maščobnih jeter in fibroze med mladimi odraslimi v Združenem kraljestvu
• Parkinsonovo bolezen bi lahko preprečili črevesni mikrobi