Un equipo de investigadores de la Universidad Tecnológica de Delft (Países Bajos) anuncia un nuevo tipo de dispositivos nanoporos que pueden tener un impacto significativo en la forma en que analizamos las moléculas de ADN. por ejemplo, para leer su secuencia. En un artículo titulado 'Translocación de ADN a través de nanoporos de grafeno' (publicado en línea en Nano letras ), informan de una técnica novedosa para fabricar pequeños agujeros en una capa de grafeno y lograron detectar el movimiento de moléculas de ADN individuales que viajan a través de dicho agujero.
Existe una carrera mundial para desarrollar estrategias rápidas y de bajo costo para secuenciar el ADN, es decir, para leer el contenido de nuestro genoma. Particularmente prometedores para la próxima generación de secuenciación son los dispositivos en los que se mide en moléculas individuales. Imagina una sola molécula de ADN de una de tus células (3000 millones de bases, 1 metro de largo si lo estiras de la cabeza a la cola) que se lee - base por base - en tiempo real mientras se desliza entre dos de tus dedos. Esto es lo que el Dr. postdoc. Gregory Schneider en el grupo del profesor Cees Dekker y colegas del Instituto Kavli de Nanociencia tienen en mente. Ahora demostraron un primer paso en esa dirección:deslizar una sola molécula de ADN a través de un pequeño agujero a nanoescala hecho en la membrana más delgada que la naturaleza puede ofrecer, una fina capa de grafeno de 1 átomo.
El grafeno es un material único y muy especial, y, sin embargo, ampliamente disponible:todo el mundo tiene grafeno en casa:el grafito está hecho de capas de grafeno y se encuentra, por ejemplo, en el carbón de los lápices, carbón, u hollín de velas. Pero en esta investigación, El grafeno se utiliza debido a la propiedad especial de que se pueden fabricar monocapas de grafeno delgadas de un solo átomo. ¿Por qué es importante una membrana tan ultrafina? Volvamos a ese cable que se desliza entre tus dedos. La distancia entre dos bases en el ADN es muy pequeña, alrededor de medio nanómetro, que es 100000 veces más pequeño que el ancho de un cabello humano. Para leer cada base a lo largo del ADN, por lo tanto, se necesita una grabadora que sea más pequeña que ese medio nanómetro. Si sus dedos se pueden reducir a ese tamaño, estás en el negocio. Y aquí es donde estas membranas de grafeno atómicamente delgadas son cruciales.
Lo que hicieron Schneider y sus colaboradores fue fabricar un agujero a escala nanométrica, llamado nanoporo, en la membrana de grafeno. que representa la grabadora ideal. Demostraron que se pueden extraer moléculas individuales de ADN en agua a través de un nanoporo de grafeno y, en tono rimbombante, que cada molécula de ADN puede detectarse a medida que atraviesa el poro. La técnica de detección es muy simple:al aplicar un voltaje eléctrico a través del nanoporo, Los iones de la solución comienzan a fluir a través del orificio y se detecta una corriente. Esta corriente se hace más pequeña cada vez que una molécula de ADN entra en el nanoporo y bloquea parcialmente el flujo de iones. Cada molécula de ADN que se desliza a través del poro es detectada por una caída en la corriente.
El ADN se mueve base por base a través del nanoporo. Con el nanoporo de grafeno atómicamente delgado, uno en principio tiene el potencial de leer la secuencia de ADN, base por base. Varios grupos de todo el mundo han intentado realizar nanoporos de grafeno. Schneider et al son los primeros en informar sus resultados esta semana.
La translocación de ADN a través de nanoporos ha sido desarrollada anteriormente por el laboratorio Dekker y otros, por ejemplo usando membranas de SiN. Los nanoporos de grafeno ofrecen nuevas oportunidades, muchas más que la secuenciación. Desde el grafeno, a diferencia de SiN, es un excelente conductor, un siguiente paso obvio es utilizar las propiedades conductoras intrínsecas del grafeno. Los nanoporos ofrecen una variedad de oportunidades de sensores para la ciencia y aplicaciones.
