(Phys.org) —Un sistema de detección desarrollado en Cambridge se comercializa en el Reino Unido para su uso en secuenciación de ADN de bajo costo, lo que haría más eficiente la predicción y el diagnóstico de enfermedades, y tratamiento individualizado más asequible.

Dr. Ulrich Keyser del Laboratorio Cavendish de la Universidad, junto con el estudiante de doctorado Nick Bell y otros colegas, ha desarrollado un sistema que combina un nanoporo de estado sólido con una técnica conocida como origami de ADN, para su uso en la secuenciación de ADN, detección de proteínas y otras aplicaciones. La tecnología ha sido licenciada para su desarrollo y comercialización a la empresa británica Oxford Nanopore, que se está desarrollando portátil, Dispositivos de secuenciación de análisis de ADN de bajo costo.

La tecnología de nanoporos tiene el potencial de revolucionar la secuenciación del ADN y el análisis de una variedad de otras moléculas biológicas. proporcionando mejoras dramáticas en el poder, costo y velocidad sobre los métodos actuales.

Un nanoporo es un agujero extremadamente pequeño, entre uno y 100 nanómetros de diámetro, que normalmente se encuentra en una membrana entre dos cámaras que contienen una solución salina y la molécula de interés. Cuando las moléculas atraviesan los nanoporos, interrumpen una corriente iónica a través del nanoporo y esta diferencia en las señales eléctricas permite a los investigadores determinar ciertas propiedades de esas moléculas.

En la última década, Los investigadores han estado investigando varios métodos de construcción de nanoporos con el fin de mejorar la precisión y confiabilidad. Una parte clave de esto es la capacidad de controlar con precisión la forma y la química de la superficie de los nanoporos, lo que maximizaría la sensibilidad y facilitaría la identificación de una gama más amplia de moléculas.

En la actualidad, Hay dos tipos principales de nanoporos en uso:nanoporos de estado sólido construidos mediante la fabricación de pequeños orificios en silicio o grafeno con equipos de haz de electrones; y nanoporos biológicos fabricados insertando proteínas formadoras de poros en una membrana biológica como una bicapa lipídica.

Los nanoporos biológicos son baratos y fáciles de fabricar en grandes cantidades de poros idénticos. Es posible a través de la ingeniería genética definir su estructura a nivel atómico, variando los poros para el análisis de diferentes moléculas diana. Sin embargo, solo son adecuados para una gama limitada de aplicaciones, y puede ser reemplazado con el tiempo por nanoporos en estado sólido. En el presente, Los nanoporos de estado sólido son difíciles de fabricar y no son tan sensibles como los nanoporos biológicos. ya que es difícil colocar grupos químicos específicos en la superficie.

En colaboración con investigadores de la Universidad Ludwig Maximilian de Munich, El Dr. Keyser y su equipo han desarrollado un nanoporo híbrido que combina un material de estado sólido, como el silicio o el grafeno, y origami de ADN - pequeño, formas bien controladas hechas de ADN.

"Las estructuras de origami de ADN se pueden formar en cualquier forma, permitiendo un control muy preciso del tamaño y la forma del poro, para que solo puedan pasar moléculas de cierta forma, "dice el Dr. Keyser." Este nivel de control permite un análisis mucho más detallado de la molécula, lo cual es particularmente importante para aplicaciones tales como fenotipado o secuenciación de genes ".

Dado que las secuencias complementarias de ADN pueden unirse entre sí, las estructuras de origami se pueden personalizar para que los grupos funcionales, Se pueden agregar compuestos fluorescentes y otros adaptadores moleculares a las cadenas de ADN con precisión subnanométrica, mejorando la sensibilidad y la fiabilidad. Adicionalmente, cientos de miles de millones de estructuras de origami autoensambladas se pueden producir al mismo tiempo, con rendimientos de hasta el 90 por ciento.

Investigaciones recientes del equipo, publicado en la revista Laboratorio en un chip , ha demostrado que se pueden tomar hasta 16 mediciones simultáneamente, lo que permite un rendimiento de datos mucho mayor y la detección de diferentes estructuras de origami de ADN.