O sequenciamento de DNA em nanoescala pode estimular uma revolução nos cuidados de saúde pessoal
p Em experimentos com implicações de saúde potencialmente amplas, uma equipe de pesquisa liderada por um físico da Universidade de Washington desenvolveu um método que funciona em uma escala muito pequena para sequenciar o DNA de forma rápida e relativamente barata. p Isso poderia abrir a porta para uma medicina individualizada mais eficaz, por exemplo, fornecer projetos de predisposições genéticas para condições e doenças específicas, como câncer, diabetes ou vício.
p “A esperança é que em 10 anos as pessoas tenham todo o seu DNA sequenciado, e isso levará à personalização, medicina preditiva, "disse Jens Gundlach, um professor de física da UW e autor principal de um artigo que descreve a nova técnica publicado na semana de 16 de agosto no
Proceedings of the National Academy of Sciences .
p A técnica cria um leitor de DNA que combina biologia e nanotecnologia usando um nanoporo retirado do Mycobacterium smegmatis porin A. O nanoporo tem uma abertura de 1 bilionésimo de metro de tamanho, grande o suficiente para medir uma única fita de DNA à medida que ela passa.
p Os cientistas colocaram o poro em uma membrana cercada por solução de cloreto de potássio. Uma pequena voltagem foi aplicada para criar uma corrente de íons fluindo através do nanopore, e a assinatura elétrica da corrente mudou dependendo dos nucleotídeos que viajam através do nanopore. Cada um dos nucleotídeos que são a essência do DNA - citosina, guanina, adenina e timina - produziram uma assinatura distinta.
p A equipe teve que resolver dois problemas principais. Um era criar uma abertura curta e estreita, grande o suficiente para permitir que uma única fita de DNA passasse pelo nanoporo e que apenas uma única molécula de DNA estivesse na abertura a qualquer momento. Michael Niederweis, da Universidade do Alabama em Birmingham, modificou a bactéria M. smegmatis para produzir um poro adequado.
p O segundo problema, Gundlach disse, foi que os nucleotídeos fluíram através do nanoporo a uma taxa de um a cada milionésimo de segundo, muito rápido para separar o sinal de cada molécula de DNA. Para compensar, os pesquisadores anexaram uma seção de DNA de fita dupla entre cada nucleotídeo que queriam medir. A segunda fita ficaria presa brevemente na borda do nanopore, interromper o fluxo de DNA por tempo suficiente para que o único nucleotídeo seja mantido dentro do leitor de DNA nanopore. Depois de alguns milissegundos, a seção de fita dupla se separava e o fluxo de DNA continuava até que outra fita dupla fosse encontrada, permitindo que o próximo nucleotídeo seja lido.
p O atraso, embora medido em milésimos de segundo, é longo o suficiente para ler os sinais elétricos dos nucleotídeos alvo, Disse Gundlach.
p "Podemos praticamente ler a sequência de DNA de um rastreio de osciloscópio, " ele disse.
p Além de Gundlach e Niederweiss, outros autores são Ian Derrington, Tom Butler, Elizabeth Manrao e Marcus Collins da UW; e Mikhail Pavlenok em Alabama-Birmingham.
p O trabalho foi financiado pelo National Institutes of Health e seu National Human Genome Research Institute como parte de um programa para criar tecnologia para sequenciar um genoma humano por US $ 1, 000 ou menos. Esse programa começou em 2004, quando custou cerca de US $ 10 milhões para sequenciar um genoma de tamanho humano.
p A nova pesquisa é um passo importante para alcançar o sequenciamento de DNA a um custo de US $ 1, 000 ou menos.
p "Nossos experimentos descrevem uma tecnologia de sequenciamento nova e fundamentalmente muito simples que esperamos que agora possa ser expandida em um processo mecanizado, "Disse Gundlach.