La afirmación de que la tecnología de nanoporos está a punto de hacer que el análisis de ADN sea tan rápido y económico que el genoma completo de una persona podría secuenciarse en solo minutos y a una fracción del costo de los métodos comerciales disponibles, ha resultado en abrumador académico, industrial, e interés mundial. Pero una revisión del físico de la Northeastern University Meni Wanunu, publicado en un número especial sobre secuenciación de nanoporos en Reseñas de física de la vida , cuestiona si los obstáculos técnicos restantes se pueden superar para crear un Dispositivo comercial de fácil producción.
A principios de este año, Oxford Nanopore Technologies, una de las empresas pioneras en secuenciar descubrimientos, anunció que esperan que la secuenciación de cadenas de nanoporos logre un genoma de 15 minutos para 2014 a un costo de $ 1, 500. Esto está muy lejos de los $ 10 millones que costó secuenciar un genoma completo hace solo 5 años.
Dado que la idea de la secuenciación de nanoporos se propuso por primera vez a mediados de la década de 1990, Se han realizado grandes avances. La idea básica es sumamente simple:se pasa un solo hilo de ADN a través de un diminuto agujero del tamaño de una molécula, o nanoporo, y las diversas bases de ADN se identifican en secuencia a medida que se mueven a través del poro.
Pero según Wanunu, la realidad de manipular la tecnología basada en poros tan pequeños que 25, 000 de ellos pueden caber uno al lado del otro en un cabello humano ha demostrado ser una tarea abrumadora. El principal desafío ha sido ralentizar el proceso y controlar el movimiento de la hebra de ADN a través del poro a una velocidad lo suficientemente lenta como para que las bases de ADN individuales sean legibles y utilizables. Un nuevo enfoque que utiliza el movimiento controlado por enzimas, desarrollado para superar este problema, tiene sus propios inconvenientes, incluida la escasa actividad enzimática que da como resultado una procesividad limitada y un movimiento de avance-retroceso incontrolado.
Otro gran dilema ha sido si las proteínas o los poros en estado sólido proporcionan la técnica más prometedora. En primer lugar, Se investigaron proteínas porosas de origen natural. Pero a principios de la década de 2000, anunciada por ofrecer una mejor capacidad y flexibilidad, Se probaron varios nanoporos de estado sólido hechos de silicio o grafeno. "Dado que tanto los canales de proteínas incrustados en lípidos como los nanoporos de estado sólido tienen inconvenientes, será interesante ver qué dispositivo, o qué combinación de dispositivos, estará disponible en los próximos años, Si alguna, "Wanunu dice.
En este momento todavía quedan muchos obstáculos por superar, él añade, incluida la incapacidad de los nanoporos para proporcionar información espectroscópica sobre la identidad de una molécula, incertidumbres sobre si la translocación ocurre a una velocidad constante, y las complicaciones de la obstrucción de los poros.
Escribiendo en un comentario publicado en el mismo número, John Kasianowicz del Instituto Nacional de Estándares y Tecnología de EE. UU., un pionero en el campo, está de acuerdo en que aún quedan muchos desafíos:"De hecho, todavía hay muchos problemas que abordar para habilitar dispositivos de detección electrónicos prácticos basados en nanoporos. Sin embargo, al comprender mejor el camino ya desarrollado en este campo incipiente, con suerte, el viaje parecerá un poco menos abrumador, "
En un comentario final sobre la revisión de Wanunu, el fundador y director de Oxford Nanopore, Hagan Bayley, mira hacia el futuro:"A largo plazo, mediante el uso de poros de estado sólido ... puede ser posible leer secuencias de ADN en microsegundos en lugar de milisegundos por base. Esto podría hacerse mediante el uso de corrientes de túnel u otras características de las bases del ADN para las que el grafeno, con sus propiedades electrónicas inusuales, podría, después de un desarrollo adicional, proporcionar un sustrato superior y, al hacerlo, brindar otro gran salto adelante en la cima de una década de progreso sin precedentes. . "
