EO

Hybride nanogaatjes voor nieuw type DNA-analyse

29 november 2010 om 16:58 uur - Delft

Artistieke impressie van de vorming van hybride poriën door het gecontroleerd plaatsen van het biologische porie-eiwit alfa-hemolysine (roze) in SiN nanogaatjes (gaten in de groene onderlaag). Een elektrisch veld stuurt een dubbelstrengs DNA-molecuul (blauw, links) door het gat, dat vervolgens het roze hemolysine eiwit in positie trekt. Eenmaal op hun plaats kunnen de hybride nanoporiën worden gebruikt om er enkelstrengs DNA (blauw, midden) doorheen te trekken voor analyse en sequencing. 'Afbeelding: Cees Dekker Lab TU Delft / Tremani

Onderzoekers van de TU Delft en Oxford hebben een nieuw, hybride nanogaatje ontwikkeld dat bestaat uit biologische en kunstmatige onderdelen. Dit nieuwe type nanogaatje kan helpen bij de ontwikkeling van een snelle en goedkope manier om DNA moleculen te lezen. Zij publiceerden hierover in de online versie van Nature Nanotechnology.


"Het eerste project waarbij het menselijk genoom in kaart werd gebracht en de inhoud van het menselijk DNA werd uitgelezen (‘gesequenced') werd in 2003 voltooid en kostte naar schatting 3 miljard dollar. Stelt u zich eens voor dat deze kosten zouden kunnen worden teruggebracht tot een paar honderd euro en dat iedereen zijn of haar eigen genoom zou kunnen laten uitlezen. Dan zouden artsen ziekten kunnen diagnosticeren en behandelen voordat er zelfs maar een eerste symptoom merkbaar zou zijn", legt professor Cees Dekker van het Kavli Institute of Nanoscience in Delft uit.

 

Een veelbelovend hulpmiddel hierbij is het zogenoemde nanogaatje: een minuscuul klein gaatje van slechts een paar nanometer grootte waarmee de informatie van een enkel DNA-molecuul is te 'lezen' terwijl deze door het gaatje wordt getrokken. Nieuw onderzoek door Dekkers team, in samenwerking met de groep van prof. Hagan Bayley van de Oxford University, heeft nu een nieuw, veel robuuster type nanogaatje opgeleverd, dat bestaat uit een biologische en een kunstmatige onderdelen.

 

Kwetsbaar

Dekker: "Nanoporiën worden al voor DNA-analyse gebruikt door natuurlijke, porievormende eiwitten in een vloeistofachtig membraan van lipides te plaatsen. DNA-moleculen kunnen afzonderlijk door de porie worden getrokken en worden geanalyseerd door een elektrische spanning te zetten over dat membraan. De methode is vergelijkbaar met de manier waarop een ouderwetse cassetterecorder muziek op een tape afleest. Een probleem bij deze biologische technologie is echter die kwetsbare laag lipides. Onze nieuwe hybride aanpak is veel robuuster en geschikt om nanoporiën in silicium devices te integreren."

 

Proteïnen op een siliciumchip

Het nieuwe onderzoek, hoofdzakelijk uitgevoerd door postdoc dr. Adam Hall, laat een eenvoudige methode zien waarmee de porievormende eiwitten aangebracht kunnen worden in een stevige laag in een siliciumchip. Een enkel eiwit wordt daarbij gekoppeld aan een stukje DNA, dat door een gaatje in een membraam van siliciumnitride wordt getrokken (zie bijgevoegde afbeelding).
Als het DNA-molecuul door het gat gaat, trekt het de porievormende eiwit achter zich aan, dat vervolgens in de opening blijft steken. Zo ontstaat een stevig chipsysteem dat zich prima leent om te integreren in een sensortoepassing. De onderzoekers hebben aangetoond dat de hybride apparatuur goed werkt en inderdaad gebruikt kan worden voor het detecteren van DNA-moleculen.

 

Referentie

Nature Nanotechnology. Advance Online Publication (AOP): Hybrid pore formation by directed insertion of alpha hemolysin into solid-state nanopores, Adam R. Hall1, Andrew Scott1, Dvir Rotem2, Kunal K. Mehta2, Hagan Bayley2 en Cees Dekker1
1) Kavli Institute of Nanoscience;

2) Department of Chemistry, University of Oxford,

 

Gerelateerd nieuws

Groei aantal robots vertraagt ‘verontrustend’

Groei aantal robots vertraagt ‘verontrustend’

Het aantal robots in de industrie is de laatste tien jaar vervijfvoudigd. Eind 2019 zijn er 12.000 industriële robots. ‘Verontrustend is dat het groeitempo afneemt’, stelt ING na onderzoek. ‘Juist een versnelling…

10e Engineering Event Safety

Tiende Safety Event: leren (van fouten) moet

Het tiende Safety Event op dinsdag 14 mei had weer een gevarieerd programma met een aantal lezingen en learnshops. Een korte inhoud van een drietal lezingen:

Industriesector gebruikt verouderde industriele automatisering

Industrie gebruikt verouderde industriële automatisering

Uit onderzoek van Trend Micro Incorporated, wereldwijd leider in cybersecurity-oplossingen, blijkt dat veel bedrijven in de industriesector kwetsbaar zijn door het gebruik van netwerken met achterhaalde technologie. Dit…

Webshop

webshop

 

Gratis nieuwsbrief

EOL

 

Product van de maand

RSS
Nieuw! Lichtschermen PSENopt II - van top tot teen volledig beveiligd

Pilz maakt het portfolio met lichtschermen compleet: De lichtschermen PSENopt II zijn niet alleen verkrijgbaar voor...

Focus op

ABB BV
ABB BV

Machineveiligheid, systemen en componenten

B&R Industriële Automatisering BV *
B&R Industriële Automatisering BV *

Perfection in Automation

Pilz Nederland
Pilz Nederland

Voor industriële (veilige) automatiseringsoplossingen

Ringspann Benelux BV
Ringspann Benelux BV

Partner in aandrijf- en opspantechniek

Rotero Holland BV
Rotero Holland BV

Stappenmotor - Servomotor - Elektro Magneet

Tosec
Tosec

Specialist in plaatbewerking

Download gratis engineering boeken

A gratis boeken downloaden

 

Agenda

4 juni 2019, Vianen

Masterclass Machineveiligheid (4-dagen)

4,5,11,12 juni 2019

4 juni 2019, Den Haag

Global Entrepreneurship Summit (GES)

GES verbindt ondernemers uit de hele wereld met de meest invloedrijke internationale investeerders en...

5 juni 2019, Eindhoven

Practical data science

In deze vierdaagse cursus staat inzicht in de statistische concepten en vaardigheid in het omgaan met de...

Meer agendapunten »