近年來(lái)，激烈的競(jìng)爭(zhēng)使得DNA測(cè)序技術(shù)迅猛發(fā)展。現(xiàn)在，一種叫做納米孔測(cè)序的技術(shù)猶如一匹黑馬闖入大家的視線，看起來(lái)很有潛力在競(jìng)爭(zhēng)中拔得*。研究人員證明，他們可以在DNA鏈通過(guò)一個(gè)微小的孔時(shí)連續(xù)地讀出DNA的各個(gè)“化學(xué)字母”，這為研發(fā)解碼DNA就如同播音員閱讀自動(dòng)收?qǐng)?bào)機(jī)紙條般的測(cè)序儀鋪平了道路。這種的技術(shù)有可能將完整測(cè)出人類基因組的費(fèi)用降低到1000美元以下，為個(gè)體化醫(yī)療帶來(lái)革命。 將基于遺傳學(xué)的診療及醫(yī)學(xué)帶入新的時(shí)代。
大多數(shù)的測(cè)序工作需要耗時(shí)數(shù)天。測(cè)序儀對(duì)DNA雙鏈進(jìn)行復(fù)制，并利用熒光標(biāo)記及其他成分進(jìn)行修飾，從而對(duì)DNA鏈的堿基組成進(jìn)行讀取。納米孔測(cè)序技術(shù)則無(wú)需這些額外的步驟，直接對(duì)未經(jīng)修飾的DNA鏈進(jìn)行讀取，從而有可能成為市面上快、便宜的測(cè)序技術(shù)。
這個(gè)想法—使DNA鏈通過(guò)小孔并然后讀取其堿基—初是在1996年由麻省及加州的研究人員提出來(lái)的。后來(lái)，科學(xué)家們解決了如何利用電荷使DNA通過(guò)嵌入在在薄膜上的帶小孔蛋白質(zhì)。當(dāng)DNA堿基通過(guò)孔時(shí)，它們使電荷發(fā)生變化。靈敏的電子設(shè)備檢測(cè)到這些變變化從而鑒定所通過(guò)的堿基。
不過(guò)，存在的一個(gè)主要的問(wèn)題是，當(dāng)薄膜施加電壓后，DNA通過(guò)納米孔的速度過(guò)快而難以對(duì)序列上的堿基進(jìn)行讀取。兩年前，加州大學(xué)的Mark Akeson和同事們偶然發(fā)現(xiàn)了一個(gè)可能的解決方案。他們將一種叫做phi29的蛋白質(zhì)添加到納米孔裝置中。這種蛋白質(zhì)在DNA運(yùn)動(dòng)通過(guò)納米孔時(shí)可與DNA形成松散的結(jié)合，從而使DNA的運(yùn)動(dòng)速度慢了下來(lái)。
近，華盛頓大學(xué)的物理學(xué)家Jens Gundlach所的一個(gè)研究團(tuán)隊(duì)在Nature Biotechnology上報(bào)道稱，他們將Akeson的phi29蛋白整合至他們的納米孔設(shè)備，這種納米孔設(shè)備使用了一種不同的孔蛋白，可更快速地鑒定四種堿基。Phi29蛋白使DNA速度下降，使得每秒通過(guò)納米孔的核酸堿基數(shù)為20至30個(gè)，從而有可能對(duì)每一個(gè)經(jīng)過(guò)納米孔的堿基進(jìn)行識(shí)別。“這是納米孔測(cè)序的獨(dú)門絕技” Gundlach說(shuō)。
該技術(shù)將加劇與另外一家叫做Oxford Nanopore Technologies公司的納米孔測(cè)序技術(shù)的競(jìng)爭(zhēng)。在2月份，Oxford Nanopore Technologies公司宣稱，他們可以對(duì)通過(guò)一個(gè)單獨(dú)納米孔的DNA鏈進(jìn)行完整的測(cè)序，并且有可能在2013年早期發(fā)售可同時(shí)運(yùn)行數(shù)千個(gè)納米孔的測(cè)序儀，從而有可能將全基因組測(cè)序時(shí)間縮短到15分鐘，費(fèi)用降到1000美元左右。
大多數(shù)的科學(xué)家認(rèn)為，如果消息不假，這個(gè)技術(shù)則確實(shí)是個(gè)了不起的。不過(guò)他們?nèi)耘f在等待證明。“Oxford Nanopore首先發(fā)出了宣告，但是由于沒(méi)有公布足夠數(shù)據(jù)而受到嚴(yán)厲批評(píng)，”圣地亞哥的Electronic BioSciences公司總裁、化學(xué)家Geoffrey Barrall說(shuō)。相反，Barrall說(shuō)，Gundlach和同事們的成果看起來(lái)很有說(shuō)服力。“這是*篇真正進(jìn)行了DNA測(cè)序的文章。
