En experimentos con implicaciones potencialmente amplias para el cuidado de la salud, un equipo de investigación dirigido por un físico de la Universidad de Washington ha ideado un método que funciona a muy pequeña escala para secuenciar el ADN de forma rápida y relativamente económica.

Eso podría abrir la puerta a una medicina individualizada más eficaz, por ejemplo, proporcionar planos de predisposiciones genéticas para afecciones y enfermedades específicas como el cáncer, diabetes o adicción.

"La esperanza es que en 10 años las personas tengan todo su ADN secuenciado, y esto conducirá a personalización, medicina predictiva, "dijo Jens Gundlach, profesor de física de la Universidad de Washington y autor principal de un artículo que describe la nueva técnica publicado la semana del 16 de agosto en el procedimientos de la Academia Nacional de Ciencias .

La técnica crea un lector de ADN que combina biología y nanotecnología utilizando un nanoporo extraído de Mycobacterium smegmatis porin A. El nanoporo tiene una apertura de una mil millonésima parte de un metro de tamaño, lo suficientemente grande como para medir una sola hebra de ADN a medida que la atraviesa.

Los científicos colocaron el poro en una membrana rodeada de una solución de cloruro de potasio. Se aplicó un pequeño voltaje para crear una corriente de iones que fluye a través del nanoporo, y la firma eléctrica de la corriente cambió dependiendo de los nucleótidos que viajan a través del nanoporo. Cada uno de los nucleótidos que son la esencia del ADN:citosina, guanina adenina y timina:produjeron una firma distintiva.

El equipo tuvo que resolver dos problemas importantes. Una era crear una abertura corta y estrecha lo suficientemente grande para permitir que una sola hebra de ADN pasara a través del nanoporo y que solo una molécula de ADN estuviera en la abertura en cualquier momento. Michael Niederweis de la Universidad de Alabama en Birmingham modificó la bacteria M. smegmatis para producir un poro adecuado.

El segundo problema Gundlach dijo:era que los nucleótidos fluían a través del nanoporo a una velocidad de uno cada millonésima de segundo, demasiado rápido para clasificar la señal de cada molécula de ADN. Para compensar, los investigadores adjuntaron una sección de ADN de doble hebra entre cada nucleótido que querían medir. La segunda hebra se engancharía brevemente en el borde del nanoporo, detener el flujo de ADN el tiempo suficiente para que el único nucleótido se mantenga dentro del lector de ADN de nanoporos. Después de unos milisegundos, la sección de doble hebra se separaba y el flujo de ADN continuaba hasta que se encontraba otra doble hebra, permitiendo que se lea el siguiente nucleótido.

El retraso, aunque medido en milésimas de segundo, es lo suficientemente largo para leer las señales eléctricas de los nucleótidos diana, Dijo Gundlach.

"Prácticamente podemos leer la secuencia de ADN de un rastro de osciloscopio, " él dijo.

Además de Gundlach y Niederweiss, otros autores son Ian Derrington, Tom Butler, Elizabeth Manrao y Marcus Collins de la Universidad de Washington; y Mikhail Pavlenok en Alabama-Birmingham.

El trabajo fue financiado por los Institutos Nacionales de Salud y su Instituto Nacional de Investigación del Genoma Humano como parte de un programa para crear tecnología para secuenciar un genoma humano por $ 1. 000 o menos. Ese programa comenzó en 2004, cuando costó del orden de $ 10 millones secuenciar un genoma de tamaño humano.

La nueva investigación es un paso importante hacia el logro de la secuenciación del ADN a un costo de $ 1, 000 o menos.

"Nuestros experimentos describen una tecnología de secuenciación novedosa y fundamentalmente muy simple que esperamos que ahora pueda expandirse a un proceso mecanizado, "Dijo Gundlach.