目前制约DNA测序速度和准确度的因素是什么?
生活随笔
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目前制约DNA测序速度和准确度的因素是什么?
小編覺得挺不錯的,現在分享給大家,幫大家做個參考.
材料是一個重要的因素:二硫化鉬的使用,能夠提高DNA測序的速度的準確度。研究人員發現,與以往任何可用的材料相比,二硫化鉬(MoS2)材料中的納米孔,能夠更準確、更快速和廉價地測定DNA序列。科學界的一大領域是,以低于1000美元的價格測定人類基因組——家庭基因實驗室(genome-at-home)。現在研究人員想尋找一種合適的材料。事實證明,MoS2優于所有用于納米孔測序的其他材料——甚至石墨烯。納米孔,是穿過一層很薄材料的一個非常微小的孔。這個孔僅僅大到可以讓一個DNA分子通過。電流會驅動DNA通過納米孔,隨著DNA通過孔隙而發生的電流波動會告訴我們DNA序列,因為DNA字母表的每一個字母——A、C、G和T,其形狀和大小略有不同。用于納米孔測序的大多數材料都有相當大的缺陷:它們太厚。大多數材料,即使一個薄片材料跨越DNA鏈的多個環,也不能準確地確定確切的DNA序列。石墨烯已經成為一種受歡迎的選擇,因為它是由單層碳原子組成的一張薄片,這意味著一次只有一個堿基通過納米孔。不幸的是,石墨烯也具有其自身的問題,最大的問題是,DNA會與它吸附。DNA與石墨烯相互作用會引入大量噪聲,使電流很難讀出,就像一個無線電臺被靜電噪聲損壞。MoS2也是一個單層片,足夠薄,因此每次只有一個DNA字母通過納米孔。在這項研究中,研究人員發現,DNA不會吸附MoS2,而是快速順利地穿過納米孔
主要制約因素還是在測序原理上。目前(第二代)的基因測序原理是基于化學反應的DNA復制,這本身就相對耗時并容易出錯。而第三代基因測序技術之所以可突破這個限制,則是由于采用了另外的測序原理。如單分子測序技術:納米單分子測序技術與以往的測序技術皆不同,它是基于電信號而不是光信號的測序技術。該技術的關鍵之一是,他們設計了一種特殊的納米孔,孔內共價結合有分子接頭。當DNA堿基通過納米孔時,它們使電荷發生變化,從而短暫地影響流過納米孔的電流強度(每種堿基所影響的電流變化幅度是不同的),靈敏的電子設備檢測到這些變化從而鑒定所通過的堿基。
主要制約因素還是在測序原理上。目前(第二代)的基因測序原理是基于化學反應的DNA復制,這本身就相對耗時并容易出錯。而第三代基因測序技術之所以可突破這個限制,則是由于采用了另外的測序原理。如單分子測序技術:納米單分子測序技術與以往的測序技術皆不同,它是基于電信號而不是光信號的測序技術。該技術的關鍵之一是,他們設計了一種特殊的納米孔,孔內共價結合有分子接頭。當DNA堿基通過納米孔時,它們使電荷發生變化,從而短暫地影響流過納米孔的電流強度(每種堿基所影響的電流變化幅度是不同的),靈敏的電子設備檢測到這些變化從而鑒定所通過的堿基。
總結
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