مولکول دی‌ان‌ای می تواند با سرعت یک میکروثانیه به ازای هر باز و حتی سریع تر از آن، از روی یک نانوحفره بگذرد. با چنین سرعتی می توان توالی کل ژنوم انسان را ظرف کمتر از یک ساعت تعیین کرد. توالی یابی به کمک نانوحفره ها بر خلاف توالی یابی نسل جدید بدون آنزیم انجام می شود و به دلیل ماهیت تک مولکولی اش به تکثیر نمونه نیاز ندارد.

نانو حفره ها ابزاری برای توالی یابی دی ان ای

نانوحفره سوراخی در ابعاد نانو است که با خودآرایی یک مولکول زیستی شکل می گیرد. مدت ها است می دانیم که طبیعت از حفره های پروتئینی برای نقل و انتقال مولکول های کوچک به داخل و خارج سلول استفاده می کند. در این رابطه محققان به تازگی شروع به استفاده از نانو حفره ها به عنوان ابزاری برای توالی یابی دی ان ای کرده اند.

تعیین توالی دی ان ای به کمک نانوحفره ها، فناوری خارق العاده ای است که می تواند توالی های طولانی دی ان ای را به سرعت و سادگی بخواند.

تغییرات بزرگ در حوزه پزشکی ژنوم

این سرعت بالا و هزینه اندک در توالی یابی دی ان ای، در پیشبرد تحقیقات نانوحفره بسیار نوید بخش است. در صورت موفقیت این روش می توان ژنوم انسان را ظرف کمتر از یک ساعت توالی یابی کرد که این مهم، پارادایم پزشکی ژنومی را به طور کلی تغییر می دهد.

در دو دهه گذشته دانش زیادی در زمینه عبور دی ان ای از میان نانوحفره های زیستی و نانوحفره های حالت جامد به دست آمده و روش های بسیاری برای ساخت نانوحفره ها ابداع شده است. حتی مشخص شده که نانوحفره های پروتئینی قادر به خوانش توالی های دی ان ای هستند. بنابراین نیاز است خوانش های پیچیده و اجزای ثبت در نانو حفره ها گنجانده شود و این، چالش عظیمی برای نانوفناوری است.

مشخصا نانوفناوری هنوز به چنین پیچیدگی در ساخت نانوحفره ها دست پیدا نکرده است. پس در ساخت یک توالی سنج دی ان ای نانوحفره ای، با چالش های پیش بینی نشده ای روبرو هستیم. تحقیقات نانوحفره در صورت موفقیت به سلامت انسان ها خصوصا تشخیص زودهنگام بیماری هایی همچون سرطان خدمت بزرگی می کند.

توسعه کسب‏ وکارهای مبتنی بر تحلیل داده ‏های نسل جدید توالی‏ یابی، به دلیل کاربردهای مهم آن، از جمله اقداماتی است که مرکز راهبردی فناوری های همگرا معاونت علمی و فناوری ریاست جمهوری حمایت هایی جدی از آن به عمل می آورد.

مرکز ارتباطات و اطلاع رسانی معاونت علمی و فناوری ریاست جمهوری

#