DNA 基因组测序有潜力揭示我们生物学的大量秘密,但 DNA 扩增过程——即制造数十亿个 DNA 链的分子拷贝,以创建足够大的样本进行分析——需要耗费大量的时间和金钱。因此,波士顿大学的一个团队提出了一个创新的解决方案:完全避免扩增。他们的新测序方法分析 DNA 更快、更便宜,使用的样本比传统方法所需的样本量小几个数量级。
目前的 DNA 测序技术需要大分子尺寸且短长度的样本——小于一千个碱基对——这需要对样本的短片段进行扩增。但扩增需要时间,并且像任何复制过程一样,可能会产生不完美的副本。波士顿大学的团队与纽约大学和巴伊兰大学的合作者一起,利用电场将长链 DNA 送入四个纳米宽的孔中,分析每个 DNA 分子通过微小开口时的瓶颈效应。
电场吸引带负电荷的 DNA 链,将它们拉过纳米孔,但在此之前,他们需要了解 DNA 在纳米级别的行为。他们的发现令他们感到惊讶:DNA 链越长,它找到通往纳米孔的路径就越快,因此这种新方法不仅可以在不先扩增的情况下分析 DNA 链,而且还能优化用于测序更长的 DNA 链。
结果是,这种新方法可以在更短的时间内以更低的成本分析更长的 DNA 链,其样本量比传统测序方法所需的量小 10,000 倍。更不用说,它还能消除通常伴随扩增而来的错误。对于一个四纳米宽的孔来说,这已经相当不错了。