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研究人员创造了由DNA制成的合成纳米孔

2015年,牛津纳米孔技术公司推出了第一台商用纳米孔DNA测序设备。纳米孔测序基于合成工程化的跨膜蛋白,可将长的DNA链穿过孔的中心腔,在此离子电流的变化可作为DNA中各个碱基的传感器。该技术是DNA测序的关键里程碑,只有经过数十年的研究,这项成就才有可能实现。

研究人员创造了由DNA制成的合成纳米孔

从那时起,研究人员一直试图扩展这一原理,并建立更大的孔来容纳蛋白质以用于传感目的,但是主要的挑战是对人工蛋白质设计的了解有限。作为替代方案,一种基于DNA人工折叠成复杂结构的新技术,即所谓的3-D折纸技术,由AU集团于2009年首次报道。与蛋白质相比,DNA折纸已被证明具有史无前例的设计空间,可用于构建模仿和扩展天然存在的复合物的纳米结构。

在发表于《自然通讯》上的一篇新文章中,研究人员现在报告了由DNA制造的大型合成纳米孔的形成。这种纳米孔结构能够使大蛋白大小的大分子在由脂质双层分隔的隔室之间转移。另外,在孔内引入了功能门控系统,以实现溶液中极少分子的生物传感。

利用功能强大的光学显微镜,研究人员可以追踪分子通过单个纳米孔的流动。通过在孔中引入可控塞子,还可以选择大小控制蛋白质大小分子的流动,并展示触发分子的无标记实时生物传感。

最后,毛孔配备了一组可控的襟翼,可以有针对性地插入显示特定信号分子的膜中。将来,这种机制将有可能使传感器专门插入患病细胞,并可能在单细胞水平上进行诊断。

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