新技術能大幅降低 DNA 定序成本

New technique could dramatically lower costs of DNA sequencing
http://www.physorg.com/news116691000.html

December 12, 2007

利用電腦模擬，伊利諾大學（U. of I.）的研究者展示了一種 DNA 定序策略 -- 藉由驅使分子前、後透過一個位於半導體晶片中的奈米孔電容器（nanopore capacitor）。此技術可導致一種能迅速讀取人類基因組，且大家都能負擔的技術產生。

能以不到 1000 美元的價格將一個人的基因組定序（這是大部分保險公司願意支付的價碼）將開啟個人化醫療的新紀元，並使得精確診斷許多疾病的起因，以及依照一個人的遺傳組成量身訂做藥物與療程成為可能。

"儘管利用奈米孔來將 DNA 定序有巨大的利益，不過奈米孔如何被用來讀取 DNA 順序仍不十分清楚，" U. of I. 物理學教授 Aleksei Aksimentiev 表示。"我們現在描述這樣一種方法。"

Aksimentiev 與同事在一篇獲刊於 Nano Letters 期刊上的論文中描述了此方法。

"透過分子動態模擬，我們證明 DNA 分子在直徑 1 奈米的奈米孔當中前後移動能產生一種靜電指紋，那能用來讀取基因序列，" Aksimentiev，他同時是 Beckman Institute 的研究員。

在研究者的模擬（在大學的 National Center for Supercomputing Applications 完成）中，奈米孔電容器由一層二氧化矽絕緣層隔離了二層摻矽傳導層所構成。

當 DNA 通過奈米孔時，分子的電場引發一連串特定的靜電位能，那能夠在電容膜的上下兩層偵測到。

一個能夠讀取靜電勢能，然後將基因序列解碼的半導體裝置，依照現有技術就能辦到，Aksimentiev 說。

"在電子膜當中的奈米孔已被製造出來，而 DNA 穿過這種膜所產生的電壓訊號也能被記錄下來。" Aksimentiev 表示，下一個大挑戰是要將系統中的噪音減到最少，並減少 DNA 分子移動通過孔的速度。

※ 看來政府在反基因歧視的法令規章上要加緊努力了。

＊ Stretching DNA Using the Electric Field in a Synthetic Nanopore
http://pubs.acs.org/cgi-bin/abstract.cgi/nalefd/2005/5/i10/abs/nl0510816.html

Jiunn B. Heng, Aleksei Aksimentiev, Chuen Ho, Patrick Marks,
Yelena V. Grinkova, Steve Sligar, Klaus Schulten, and
Gregory Timp
Nano Lett., 5 (10), 1883 -1888, 2005.
doi:10.1021/nl0510816

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