Ваш персональный геном за $ 1000?

Первого секвенирования ДНК, когда-либо делал в проект "Геном человека, который был завершен в 2003 году, стоить примерно S3 млрд. долларов. Менее чем за десятилетие, технический прогресс привел текущей стоимости секвенирования генома человека, а под $ 100000. IBM делает ставку, что его исследования могут внести получения персональной анализа генома проще, быстрее и дешевле - со стоимостью $ 1,000, а в конечном счете, как низко как $ 100.

Геномная информация может быть использована для получения более глубокого понимания медицинских состав конкретного пациента и привести к прогрессу в диагностике заболеваний и индивидуальный подход. "Технологии, которые делают чтение ДНК быстро, дешево и широкое распространение имеют потенциал революционизировать биомедицинских исследований и новую эру персонализированной медицины", говорит научный сотрудник Густаво Stolovitzky. "В конечном счете, это может улучшить качество медицинского обслуживания путем выявления пациентов, которые получат наибольшую выгоду от конкретного лекарства и тех, кто подвергается наибольшему риску неблагоприятных реакций".

IBM ученые из 4 полей - нанотехнологические, микроэлектроники, физики и биологии - сотрудничают с целью создания "ДНК-транзисторов". В устройстве, длинной молекулы ДНК, продетой 3-нм широкий нанопор в кремниевой микросхеме. Как молекулы проходят через нанопоры 1 единица ДНК времени (рис. 1). электрический датчик "гласит:" ДНК. (Датчик, который определяет генетическую информацию, является предметом интенсивного текущих исследований.)

Задача состоит в том, чтобы медленно и управления движением ДНК через отверстие так что читатель может точно расшифровать то, что в ДНК. Пока ученые всего мира работают над использованием технологии нанопор читать ДНК, никто не смог выяснить, как иметь полный контроль над ДНК как она проходит через нанопоры. Замедление скорости имеет решающее значение для умеют читать ДНК. IBM ученые считают, что у них есть уникальный подход, который может справиться с этой задачей.

ДНК-транзистора (рис. 2) состоит из многослойных металл-диэлектрик, который содержит наноструктуры нанопор. Мембрана, имеющая нанопор. функциональные осуществляется с металлическими контактами (оранжевый), разделенных диэлектрических материалов (зеленый), делит резервуар на две части. Верхняя часть содержит ионных решение с высокой концентрацией одноцепочечных ДНК. Grathent концентрации, как правило, причиной ДНК вот перемещать через наноразмерные поры со скоростью в несколько миллионов баз в секунду. Для контроля прохождения ДНК через отверстие, напряжения применяются для металлических контактов внутри поры. Это создает внутреннее электрическое поле, что ловушки ДНК. По циклически включения и выключения этих напряжениях на затворе, ученые показали, теоретически и вычислительно, и ожидают, что смогут доказать экспериментально, достоверности движущихся ДНК через нанопоры в размере 1 нуклеотид за цикл - показатель, что IBM ученые считают, что сделает ДНК для чтения.