p Os cientistas da EPFL desenvolveram um método que melhora a precisão do sequenciamento de DNA em até mil vezes. O método, que usa nanoporos para ler nucleotídeos individuais, abre o caminho para um sequenciamento de DNA melhor - e mais barato. p O sequenciamento de DNA é uma técnica que pode determinar a sequência exata de uma molécula de DNA. Uma das ferramentas biológicas e médicas mais críticas disponíveis hoje, está no cerne da análise do genoma. Lendo a composição exata dos genes, os cientistas podem detectar mutações, ou mesmo identificar diferentes organismos. Um poderoso método de sequenciamento de DNA usa minúsculos, poros nanométricos que leem o DNA à medida que ele passa. Contudo, O "sequenciamento de nanopore" está sujeito a alta imprecisão porque o DNA geralmente passa muito rápido. Cientistas da EPFL descobriram agora um líquido viscoso que retarda o processo em até mil vezes, melhorando muito a resolução e a precisão do método. O avanço é publicado em Nature Nanotechnology .

p Lendo muito rápido

p O DNA é uma longa molécula composta de quatro blocos de construção diferentes que se repetem. Eles são chamados de "nucleotídeos" e estão ligados em várias combinações que contêm a informação genética da célula, como genes. Essencialmente, os quatro nucleotídeos compõem toda a linguagem genética. O sequenciamento de DNA busca decifrar essa linguagem, dividindo-o de volta em letras individuais.

p No sequenciamento de nanopore, O DNA passa por um minúsculo poro em uma membrana, muito parecido com um fio que passa por uma agulha. O poro também contém uma corrente elétrica. À medida que cada um dos quatro nucleotídeos passa pelo poro, eles bloqueiam a corrente de maneiras individuais que podem ser usadas para identificá-los. Embora poderoso, o método sofre com a alta velocidade:o DNA passa pelo poro rápido demais para ser lido com precisão suficiente.

p Retardando as coisas

p O laboratório de Aleksandra Radenovic no Instituto de Bioengenharia da EPFL agora superou o problema de velocidade usando uma espessa, líquido viscoso que retarda a passagem do DNA de duas a três ordens de magnitude. Como resultado, a precisão do sequenciamento melhora até nucleotídeos únicos.

p A pesquisa foi realizada por Jiandong Feng e Ke Liu, trabalhando com colegas no laboratório de Andras Kis na EPFL. Os dois pesquisadores desenvolveram um filme feito de dissulfeto de molibdênio (MoS2), apenas 0,7 nm de espessura. Isso já é uma inovação em relação às tentativas no campo que usam grafeno:o DNA é uma molécula bastante pegajosa e o MoS2 é consideravelmente menos adesivo do que o grafeno. A equipe então criou um nanopore na membrana, quase 3 nm de largura.

p A próxima etapa foi dissolver o DNA em um líquido espesso que continha íons carregados e cuja estrutura molecular pode ser ajustada para alterar sua espessura, ou "gradiente de viscosidade". O líquido pertence à classe de "líquidos iônicos à temperatura ambiente", que são basicamente sais dissolvidos em uma solução. Os cientistas da EPFL exploraram a capacidade de ajuste do líquido para trazê-lo a um gradiente de viscosidade ideal - o suficiente para desacelerar o DNA.

p Finalmente, a equipe testou seu sistema passando nucleotídeos conhecidos, dissolvido no líquido, através do nanopore várias vezes. Isso permitiu que eles fizessem uma leitura média para cada um dos quatro nucleotídeos, que pode ser usado para identificá-los posteriormente.

p Embora ainda em fase de testes, a equipe pretende continuar seu trabalho testando fitas inteiras de DNA. “Estamos buscando oportunidades para comercializar essa técnica, que é promissor para o sequenciamento com nanoporos de estado sólido, "diz Jiandong Feng.

p Os cientistas também preveem que o uso de eletrônicos de ponta e controle do gradiente de viscosidade do líquido pode otimizar ainda mais o sistema. Ao combinar líquidos iônicos com nanoporos em filmes finos de dissulfeto de molibdênio, eles esperam criar uma plataforma de sequenciamento de DNA mais barata e com melhor resultado.

p O trabalho oferece uma forma inovadora que pode aprimorar um dos melhores métodos de sequenciamento de DNA disponíveis. "Em anos que virão, a tecnologia de sequenciamento definitivamente mudará da pesquisa para as clínicas, "diz Aleksandra Radenovic." Por isso, precisamos de um sequenciamento de DNA rápido e acessível - e a tecnologia nanopore pode entregar. "