Os polímeros são longos, moléculas semelhantes a cadeias que estão em toda parte na biologia. DNA e RNA são polímeros formados por muitas cópias consecutivas de nucleotídeos acoplados. Ao ser transportado dentro ou entre as células, esses polímeros biológicos devem passar por buracos do tamanho de nanômetros chamados "nanoporos".

Esse processo também é a base de um método de rápido desenvolvimento para análise e sequenciamento de DNA chamado sensor de nanopore.

O estudo, publicado no jornal Nature Physics, mostra como a equipe liderada por Cavendish desenvolveu uma nova técnica semelhante ao LEGO para a montagem de moléculas de DNA que apresentam saliências em locais específicos ao longo de seu comprimento. Ao passar essas moléculas de DNA por um nanoporo e analisar as mudanças simultâneas no padrão de fluxo de íons, os pesquisadores determinaram com grande precisão como a velocidade do DNA muda conforme ele se move.

Os resultados experimentais revelaram um processo de duas etapas em que a velocidade do DNA inicialmente diminui antes de acelerar perto do final da translocação. As simulações também demonstraram esse processo de dois estágios e ajudaram a revelar que a física subjacente do processo é determinada pela alteração do atrito entre o DNA e o fluido circundante.

"Nosso método para montar réguas de DNA molecular semelhantes ao LEGO deu uma nova visão sobre o processo de enfiar polímeros através de orifícios incrivelmente pequenos com apenas alguns nanômetros de tamanho, "explicou o autor sênior Dr. Nicholas Bell do Laboratório Cavendish de Cambridge." A combinação de experimentos e simulações revelou uma imagem abrangente da física subjacente a este processo e ajudará no desenvolvimento de biossensores baseados em nanoporos. É muito empolgante que agora possamos medir e compreender esses processos moleculares em detalhes tão minuciosos ”.

"Esses resultados ajudarão a melhorar a precisão dos sensores nanopore em suas várias aplicações, por exemplo, localizar sequências específicas no DNA com precisão nanométrica ou detectar doenças precocemente com detecção de RNA alvo, "disse o autor principal Kaikai Chen.

"A resolução superior na análise de moléculas que passam por nanoporos permitirá a decodificação com baixo erro de informações digitais armazenadas no DNA. Estamos explorando e melhorando a utilidade dos sensores de nanoporos para essas aplicações."