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测序研究突破:充电石墨可让DNA“跳芭蕾”

ufo在线 科学探索 2019-09-18 20:06:43 78 0 标签1标签2
凤凰科技讯北京时间10月16日消息科学日报报道,当美国伊利诺伊州大学的研究人员准备研究一种控制DNA如何在小型测序设备里移动的工具时,他们并不知道他们将见证一场分子体操秀。快速、精确、可负担的

  凤凰科技讯北京时间10月16日消息科学日报报道,当美国伊利诺伊州大学的研究人员准备研究一种控制DNA如何在小型测序设备里移动的工具时,他们并不知道他们将见证一场分子体操秀。快速、精确、可负担的DNA测序是朝个性化医疗迈出的第一步。在一片石墨薄膜层上让DNA分子经过一个小孔——纳米孔使得科学家们可以读取DNA序列;然而,他们对DNA移动经过这个纳米孔的速率的控制非常有限。在期刊《自然通信》上发表的一项最新研究里,伊利诺伊州大学的物理学教授阿列克谢•阿克斯门托夫(AlekseiAksimentiev)和研究生马尼什•山卡拉(ManishShankla)对石墨层加入电荷,希望DNA能够对电荷产生反应,使得他们可以减慢DNA链里每一个单个链接,也即核苷酸的移动。

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  石墨层的正电荷可以加速DNA经过纳米孔,而负电则会阻止这一过程

  “理想来说,你想要每一次只让一个核苷酸经过纳米孔,对它进行测量,然后再让下一个核苷酸经过。这是终极目标,但目前我们尚未实现它。我们的研究显示,从某种程度上说,我们可以通过对石墨充电来控制这个过程。”阿克斯门托夫说道。

  研究人员发现石墨层的正电荷可以加速DNA经过纳米孔,而负电则会阻止这一过程。然而,正如科学家所观测到的,DNA似乎会在石墨层表面跳舞,旋转成他们从未见过的形状,特定于DNA核苷酸序列。

  “这让我想起了天鹅湖,”阿克斯门托夫说道。“这就像耍杂技。我们对在石墨层表面观察到的DNA构造多样性感到惊讶不已。一层序列开始平铺到表面,当我们改变充电,它们会朝一边倾斜,仿佛在做单臂引体向上。然而,我们也发现有向后退的核苷酸,或者向上移动的,就像芭蕾舞娘优雅地以脚尖站立。”

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