Des chercheurs du Oak Ridge National Laboratory et de l'Université de Yale ont développé un nouveau concept à utiliser dans un dispositif de séquençage génomique à grande vitesse qui pourrait potentiellement réduire considérablement les coûts.

« Le faible coût - s'il peut être atteint - permettrait d'utiliser le séquençage génomique dans la pratique clinique quotidienne pour les traitements médicaux et la prévention, " dit Predrag Krstic, directeur de projet et ancien physicien ORNL maintenant à l'Institut commun des sciences informatiques de l'Université du Tennessee-ORNL.

La recherche fait partie d'une campagne de près d'une décennie menée par le National Human Genome Research Institute des National Institutes of Health pour soutenir la science nécessaire pour ramener le coût du séquençage d'un génome humain à 1 $, 000.

Des chercheurs de l'ORNL et de l'université de Yale ont créé des nanopores, ou des canaux d'eau extrêmement étroits, avec un champ électrique radiofréquence capable de piéger des segments d'ADN et d'autres biomolécules.

Dans un article publié dans la revue scientifique Petit , titré, " Micropore virtuel aqueux accordable, " Les chercheurs de l'ORNL et de l'Université de Yale ont utilisé la théorie et le calcul, validé par des expériences, prouver qu'une micro ou nano particule chargée, tel qu'un segment d'ADN, peut être confiné dans un "pore virtuel aqueux". L'eau fournit un environnement stable pour l'intégrité de l'ADN tandis que les « parois » virtuelles permettent à l'ADN de se déplacer à travers le nanopore sans interagir avec les parois physiques.

Comme avantage supplémentaire, les scientifiques peuvent contrôler la taille et la stabilité d'un nanopore virtuel par des champs électriques externes, quelque chose qu'ils ne peuvent pas faire avec un nanopore physique.

"Comme un seul polymère d'ADN est transloqué à travers un nanopore synthétique, nous utilisons la détection physique de molécules individuelles pour lire les signaux électriques qui identifient les bases de l'ADN, " a déclaré Krstic.

Pour aider à contrôler et à localiser l'ADN, Les scientifiques de l'ORNL et de Yale ont créé le nanopore aqueux noyé dans l'eau sur la base d'un piège de Paul linéaire - un dispositif qui piège les particules dans un champ électrique oscillant - et ont prouvé expérimentalement sa fonctionnalité de piégeage.

Il y avait des doutes sur le fait qu'une micro ou nano particule chargée puisse être confinée par le champ électrique oscillant quadripolaire du piège de Paul lorsqu'elle est remplie de solvant aqueux, mais le calcul ORNL et les expériences de Yale prouvent que l'eau aide réellement à stabiliser les mécanismes de piégeage, rendre les méthodes de séquençage plus réalisables.