掌握DNA分子的“車流速度”單分子操作實現近乎完美控制

　　瑞士洛桑聯邦理工學院（EPFL）研究人員多年來致力于改進納米孔技術,該技術可讓DNA分子通過膜上的小孔以測量離子電流,研究人員則可以通過分析核苷酸在電流通過時的擾動情況,來確定DNA的核苷酸序列。該研究19日發表在《自然·納米技術》上。

　　分子的快速運動使得對其實現高精度分析具有挑戰性。EPFL團隊成員稱,將納米孔的靈敏度與掃描離子電導顯微鏡（SICM）的精度相結合,他們就能鎖定特定的分子的位置并控制它們移動的速度。這種精巧的控制填補了該領域的一個巨大空白。

　　團隊使用先進的掃描離子電導光譜（SICS）實現了這種控制。SICM利用流經探針尖端的離子電流的變化,可生成高分辨率3D圖像數據。而其創新技術減緩了分子通過的速度,允許對同一分子甚至分子上的不同位置進行數千次連續讀數。

　　研究人員用汽車類比這種方法舉例說明：“想象一下,當你站在窗前看著汽車來回行駛。如果汽車減速并反復駛過,讀取他們的牌照會容易得多。我們現在可決定是要每次測量1000種不同的分子,還是測量同一分子1000次,這代表了該領域真正的范式轉變。”

　　這一成果不但可顯著改善診斷和測序領域,還可應用于DNA以外的分子,推進蛋白質組學研究。例如肽的蛋白質構建塊,由于肽“牌照”由20個“字符”（氨基酸）組成,而不是DNA的4個核苷酸,因此尋找肽測序解決方案一直是一項重大挑戰,但這種新控制方法會為肽測序開辟一條更容易的道路。