סיקור מקיף

ננו-חרירים חדשים לסיוע בהרצפת דנ"א

בהמצאה גורלית לשיפור שיטות הרצפת דנ"א, הושגה יכולת להעברה איטית במיוחד של דנ"א דרך ננו-חרירים ע"י צוות חוקרים מהמעבדות הלאומיות Sandia בארה"ב

מולקולות DNA מזדחלות דרך חרירים ננומטריים. איור: המעבדות הלאומיות סנדיה
מולקולות DNA מזדחלות דרך חרירים ננומטריים. איור: המעבדות הלאומיות סנדיה

בהמצאה גורלית לשיפור שיטות הרצפת דנ"א, הושגה יכולת להעברה איטית במיוחד של דנ"א דרך ננו-חרירים ע"י צוות חוקרים מהמעבדות הלאומיות Sandia בארה"ב.

ננו-חרירים מוצקים המורכבים מדו-תחמוצת הצורן הם לרוב בצורת תעלות זעירות ביותר וישרות. הם משמשים כגלאים לזיהוי ואפיון של דנ"א, רנ"א וחלבונים. אולם, חומרים ביולוגיים אלו עוברים במהירות כה רבה דרך החרירים כך שהרצפת הדנ"א העובר דרכם בעייתית מאוד.

במאמר, שפורסם בחודש יולי בכתב-העת המדעי Nature Materials, צוות חוקרים אמריקאיים מהמעבדות הלאומיות Sandia מדווח על השימוש בשיטות של התגודדות-עצמית להכנת ננו-חרירים זעירים – אך מפותלים. יחד עם שיטה של רבוץ (deposition) שכבה אטומית לשם שינוי המאפיינים הכימיים של ננו-החרירים, החוקרים הצליחו להשיג האטה של חמישה סדרי-גודל במהירות ההזזה מושרית-המתח החשמלי הדרושה להרצפת דנ"א. ההזזה כוללת כניסה וחצייה מלאה של פרודות דנ"א דרך החרירים, שהם מעט יותר רחבים מהדנ"א עצמו.

"ע"י שליטה בגודל החריר, אורכו, צורתו והרכבו," מסביר החוקר הראשי Jeff Brinker, "אנו יכולים לשלוט ולנצל את התכונות התפקודיות העיקריות של החרירים במערכת המוצקה שלנו." המשמעות של האטת-המעבר במערכת שכזו בחמישה סדרי-גודל היא גדולה, מסביר החוקר הראשי. בנוסף, אחד מהיתרונות הנוספים של השיטה הוא ביכולתה להפריד בין דנ"א חד-סלילי לדו-סלילי. "קיימות שיטות הרצפת דנ"א מבטיחות ביותר שמאפיין זה דרוש להן," מסביר החוקר.

הרעיון להשתמש בננו-חרירים מוצקים סינתטיים כחיישנים חד-פרודתיים עבור הגילוי והאפיון של דנ"א וחומרים ביולוגיים אחרים נחקר כיום נמרצות ע"י חוקרים ברחבי העולם. המוטיבציה לשימוש ברעיון זה הגיעה מיכולת הזרימה הבררנית במיוחד של חומרים דרך תעלות ביולוגיות טבעיות. חוקרים מקווים לחקות את ההתנהגות הזו ע"י יצירת חומרים סינתטיים יעילים יותר שיוכלו להיות משולבים בקלות רבה יותר בהתקנים שימושיים.

תהליכים קיימים משתמשים בסידור של חרירים חרוטים או גליליים ע"ג משטח הקרומית בזויות המתאימות. חרירים אלו פחות יעילים משמעותית בהאטת המעבר של דנ"א מאשר ננו-החרירים המפותלים.

"היה לנו רעיון די פשוט," מסביר החוקר. "נעזרנו בגישות של התגודדות-עצמית לשם הכנת קרומיות דקיקות במיוחד בעלות מערכים סדורים של חרירים בקוטר של כשלושה ננומטרים. בשלב הבא שינינו עוד את גודל החריר באמצעות תהליך של רבוץ שכבה אטומית שפיתחנו. בכך התאפשר לנו לשלוט בקוטר החריר ובכימיית פני-השטח שלו בקנה-מידה תת-ננומטרי. בהשוואה לננו-חרירים מוצקים אחרים שפותחו עד היום, המערכת שלנו משלבת בקרה עדינה יותר על גודל החריר יחד עם הפיתוח של מסלול מעבר דרך חריר מפותל דווקא. שילוב מאפיינים אלו הוא המאפשר את האטת מהירות המעבר של הדנ"א."

הידיעה על המחקר

שיתוף ב print
שיתוף ב email
שיתוף ב whatsapp
שיתוף ב linkedin
שיתוף ב twitter
שיתוף ב facebook

4 תגובות

  1. לאיציק.
    אכן – "הרצפה" היא המונח העברי לפענוח או "קריאת" רצף הדנ"א או הרנ"א.
    ובאנגלית – SEQUENCING.

  2. לפי הכתבה אני מבין ש "הרצפת גנים" פירושו זיהוי רצף הבסיסים של הגנים ?
    ואיך קוראים לבניית גנים כמו שעשו לא מזמן בחיידק ?

  3. מעניין ומדליק כאחד.
    מומלץ להשתמש בביטוי חד או דו גדילי במקום "סלילי"

    עמי בכר

כתיבת תגובה

האימייל לא יוצג באתר.

לוגו אתר הידען
דילוג לתוכן