Un equipo de investigación del noreste ha desarrollado una nueva tecnología que optimiza la secuenciación del ADN utilizando nanofísica y corrientes eléctricas. En un artículo publicado en Nanotecnología de la naturaleza , la profesora de Física Biológica del Nordeste Meni Wanunu, en asociación con Pacific Biosciences, una compañía de biotecnología enfocada en la secuenciación de ADN, desarrolló un método para cargar ADN en pozos de secuenciación con órdenes de magnitud de mayor eficiencia.
"Además de ser un mercado multimillonario al año, la secuenciación de ADN es una vía donde las mejoras incrementales en la investigación, como el descubrimiento de un nuevo gen, por ejemplo, pueden tener consecuencias clínicas inmediatas", dijo Wanunu.
Nuestro ADN humano es un genoma compuesto por 23 pares de cromosomas, que se descomponen en seis mil millones de piezas que se unen para dar a cada persona sus características y propiedades únicas. Si bien tenemos la capacidad de secuenciar partes importantes del genoma, ella capacidad de conocer toda la secuencia tiene el potencial de hacer grandes avances en el área de comprensión y predicción de enfermedades, y lo más importante, de personalizar la medicina.
"En este momento, reconstruir toda la secuencia a través de métodos tradicionales es como unir un rompecabezas gigante, y la tasa de error puede ser tan enorme que después de los primeros cientos de bases, la secuencia es un galimatías", dijo Wanunu. "Por esoexiste un límite fundamental para los métodos de secuenciación de segunda generación, que queremos superar ".
Esta es la razón por la cual la tecnología ha evolucionado para presentar un nuevo método para secuenciar ADN: secuenciación de una sola molécula.
Pacific Biosciences ha desarrollado una tecnología óptica para la secuenciación de ADN de una sola molécula que se basa en nanopozos. Estos pozos localizan la señal de secuenciación y permiten la secuenciación de una sola molécula. Sin embargo, los métodos utilizados por la compañía para cargar el ADNen los pozos favorece moléculas de ADN más cortas, en lugar de moléculas más largas.
El laboratorio de Wanunu ha rediseñado los pozos para incorporar nanoporos en sus bases, lo que les permite atraer segmentos más grandes de ADN usando un campo eléctrico. Simplemente aplicando un voltaje, las moléculas de ADN cargadas ingresan eficientemente a los pozos, y las moléculas de ADN más largas se vuelven preferidassobre los más cortos.
"Las moléculas de ADN grandes necesitan un pequeño empujón para ingresar al volumen de secuenciación, pero una vez que aplicamos esta fuerza, podemos capturar enormes fragmentos de muestra fácilmente. El sistema permitirá experimentos de secuenciación totalmente nuevos", dijo Joe Larkin, primer autor deeste papel.
Para avanzar en esta investigación, Wanunu y su laboratorio están trabajando en la preparación de esta tecnología para un uso más a gran escala, específicamente con el equipo de Pacific Biosciences. El equipo está probando un sustrato poroso para reemplazar los pozos metálicos que se utilizan actualmente para atraer y secuenciarADN. Mientras continúan en esta investigación, Wanunu espera aumentar aún más la longitud fundamental de ADN que puede secuenciarse.
"Nos gustaría tener una plataforma, algún día, que secuencia cada molécula de ácido nucleico en una sola célula, sin la necesidad de hacer muchas copias de estas moléculas antes de la secuencia, simplemente leyendo el ADN nativo", dijo Wanunu.
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Materiales proporcionados por Facultad de Ciencias de la Universidad del Nordeste . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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