Investigadores del Laboratorio Nacional de Oak Ridge y la Universidad de Yale han desarrollado un nuevo concepto para usar en un dispositivo de secuenciación genómica de alta velocidad que puede tener el potencial de reducir sustancialmente los costos.

"El bajo costo, si se puede lograr, permitiría que la secuenciación genómica se utilice en la práctica clínica diaria para tratamientos médicos y preventivos, "dijo Predrag Krstic, director del proyecto y ex físico de ORNL ahora en el Instituto Conjunto de Ciencias Computacionales de la Universidad de Tennessee-ORNL.

La investigación es parte de una campaña de casi una década del Instituto Nacional de Investigación del Genoma Humano de los Institutos Nacionales de Salud para respaldar la ciencia necesaria para reducir el costo de secuenciar un genoma humano a $ 1. 000.

Los investigadores de ORNL y la Universidad de Yale han creado nanoporos, o canales de agua extremadamente estrechos, con un campo eléctrico de radiofrecuencia capaz de atrapar segmentos de ADN y otras biomoléculas.

En un artículo publicado en la revista científica Pequeña , noble, "Microporo virtual acuoso sintonizable, "Los investigadores de ORNL y la Universidad de Yale utilizaron la teoría y la computación, validado por experimentos, para demostrar que una micro o nanopartícula cargada, como un segmento de ADN, puede estar confinado en un "poro virtual acuoso". El agua proporciona un entorno estable para la integridad del ADN, mientras que las "paredes" virtuales permiten que el ADN se mueva a través del nanoporo sin interactuar con las paredes físicas.

Como ventaja añadida, los científicos pueden controlar el tamaño y la estabilidad de un nanoporo virtual mediante campos eléctricos externos, algo que no pueden hacer con un nanoporo físico.

"Como un solo polímero de ADN se transloca a través de un nanoporo sintético, utilizamos la detección física de moléculas individuales para leer señales eléctricas que identifican bases de ADN, "Dijo Krstic.

Para ayudar a controlar y localizar el ADN, Los científicos de ORNL y Yale crearon el nanoporo acuoso incrustado en agua basado en una trampa Paul lineal, un dispositivo que atrapa partículas en un campo eléctrico oscilante, y probaron experimentalmente su funcionalidad de captura.

Hubo algunas dudas de que una micro o nanopartícula cargada podría estar confinada por el campo eléctrico oscilante cuadrupolo de la trampa de Paul cuando se llena con un solvente acuoso. pero la computación ORNL y los experimentos de Yale demuestran que el agua en realidad ayuda a estabilizar los mecanismos de captura, haciendo que los métodos de secuenciación sean más viables.