✖


Jump to content

Нанопоровое секвенирование

Слева представлен рисунок комплекса, образованного альфа-гемолизином и дцДНК со связью через олигомер . Справа показано движение этого комплекса относительно канала нанопор последовательно в два этапа (I) и (II). Как только комплекс будет вставлен в нанопоры, белок альфа-гемолизин будет функционировать во вновь сформированной гибридной, биологической и твердотельной системе нанопор.
Иллюстрация того, как электрический сигнал генерируется ДНК, проходящей через канал нанопор.

Секвенирование нанопор – это третье поколение [1] используемый при секвенировании биополимеров подход , — в частности, полинуклеотидов в форме ДНК или РНК .

Используя секвенирование нанопор, можно секвенировать одну молекулу ДНК или РНК без необходимости ПЦР- амплификации или химической маркировки образца. Секвенирование нанопор потенциально может предложить относительно недорогое генотипирование , высокую мобильность для тестирования и быструю обработку образцов с возможностью отображения результатов в режиме реального времени. В публикациях о методе описано его использование для быстрой идентификации вирусных патогенов. [2] [3] [4] мониторинг Эболы , [5] экологический мониторинг, [6] мониторинг безопасности пищевых продуктов, секвенирование генома человека, [7] секвенирование генома растений, [8] мониторинг устойчивости к антибиотикам , [9] гаплотипирование [10] и другие приложения.

Разработка

[ редактировать ]

Для полного осуществления секвенирования нанопор потребовалось 25 лет. Это предполагало тесное сотрудничество между научными кругами и промышленностью. Одним из первых, кто выдвинул идею секвенирования нанопор, был Дэвид Димер . В 1989 году он набросал план проведения одноцепочечной ДНК через белковую нанопору, встроенную в тонкую мембрану, в рамках своей работы по синтезу РНК с нуля. Понимая, что тот же подход может потенциально улучшить секвенирование ДНК, Димер и его команда потратили следующее десятилетие на его тестирование. В 1999 году Димер и его коллеги опубликовали первую статью, в которой использовался термин «секвенирование нанопор», а два года спустя создали изображение, на котором в реальном времени запечатлена шпилька ДНК, проходящая через нанопоры. Еще одна основа секвенирования нанопор была заложена работой группы под руководством Хэгана Бэйли , который с 1990-х годов начал независимо разрабатывать стохастическое зондирование — метод, который измеряет изменение ионного тока, проходящего через нанопоры, для определения концентрации и идентичности нанопор. вещество. К 2005 году Бэйли добился существенного прогресса в методе секвенирования ДНК и стал соучредителем Oxford Nanopore поможет продвинуть эту технологию дальше. В 2014 году компания выпустила свое первое портативное устройство для секвенирования нанопор. Это позволило проводить секвенирование ДНК практически где угодно, даже в отдаленных районах с ограниченными ресурсами. Его использовали во время пандемии COVID-19 . Четверть всех геномов вируса SARS-CoV-2 в мире секвенирована с помощью нанопоровых устройств. Эта технология также предлагает важный инструмент для борьбы с устойчивостью к противомикробным препаратам, которая является растущей угрозой общественному здравоохранению. [11]

Принципы обнаружения

[ редактировать ]

Биологическая или твердотельная мембрана, в которой находится нанопора , окружена раствором электролита. [12] Мембрана разделяет раствор на две камеры. [13] Напряжение смещения прикладывается к мембране, создавая электрическое поле, которое приводит в движение заряженные частицы, в данном случае ионы. Этот эффект известен как электрофорез . При достаточно высоких концентрациях раствор электролита хорошо распределяется и все падение напряжения концентрируется вблизи и внутри нанопоры. Это означает, что заряженные частицы в растворе чувствуют силу электрического поля только тогда, когда они находятся вблизи области пор. [14] Эту область часто называют областью захвата. Внутри области захвата ионы совершают направленное движение, которое можно зарегистрировать как постоянный ионный ток, поместив электроды рядом с мембраной. Представьте теперь полимер наноразмера, такой как ДНК или белок, помещенный в одну из камер. Эта молекула также имеет суммарный заряд, на который действует сила электрического поля, когда она находится в области захвата. [14] Молекула приближается к этой области захвата благодаря броуновскому движению и любому притяжению, которое она может иметь к поверхности мембраны. [14] Оказавшись внутри нанопоры, молекула перемещается через комбинацию электрофоретических, электроосмотических и иногда термофоретических сил. [12] Внутри поры молекула занимает объем, частично ограничивающий поток ионов, что наблюдается по падению ионного тока. В зависимости от различных факторов, таких как геометрия, размер и химический состав, изменение величины ионного тока и продолжительность транслокации будут различаться. Затем на основе этой модуляции ионного тока можно обнаружить и потенциально идентифицировать различные молекулы. [15]

Базовая идентификация

[ редактировать ]

Величина плотности электрического тока на поверхности нанопор зависит от размеров нанопор и состава ДНК или РНК, занимающих нанопору. Секвенирование стало возможным потому, что, проходя через канал нанопоры, образцы вызывают характерные изменения плотности электрического тока, протекающего через нанопору. Общий заряд, протекающий через канал нанопоры, равен поверхностному интегралу плотности потока электрического тока через нормальные поверхности блока нанопор между моментами времени t 1 и t 2 .

Типы

[ редактировать ]

Биологический

[ редактировать ]
пора альфа-гемолизина (состоящая из 7 идентичных субъединиц 7 цветов) и 12-мерная одноцепочечная ДНК (белого цвета) в одном масштабе, чтобы проиллюстрировать влияние ДНК на проводимость при движении через нанопору. Ниже приведен ортогональный вид тех же молекул.

Биологическое секвенирование нанопор основано на использовании трансмембранных белков, называемых белковыми нанопорами, в частности, образованных белковыми токсинами, которые встроены в липидные мембраны , образуя пористые поверхности, зависящие от размера, с «дырками» нанометрового масштаба, распределенными по мембранам. [16] Достаточно низкая скорость транслокации может быть достигнута за счет включения различных белков, облегчающих движение ДНК или РНК через поры липидных мембран. [17]

Альфа-гемолизин

[ редактировать ]

Альфа- гемолизин (αHL), нанопора бактерий, вызывающая лизис эритроцитов, изучается уже более 15 лет. [18] На данный момент исследования показали, что все четыре основания можно идентифицировать с помощью ионного тока, измеренного через пору αHL. [19] [20] Структура αHL позволяет идентифицировать конкретные основания, перемещающиеся через пору. Пора αHL имеет длину ~ 10 нм и состоит из двух отдельных участков по 5 нм. Верхняя часть состоит из более крупной структуры, напоминающей вестибюль, а нижняя часть состоит из трех возможных сайтов узнавания (R1, R2, R3) и способна различать каждое основание. [19] [20]

Секвенирование с использованием αHL было разработано на основе фундаментальных исследований и структурных мутаций с переходом к секвенированию очень длинных ридов. Мутация белка αHL улучшила способность пор обнаруживать. [21] Следующим предлагаемым шагом является связывание экзонуклеазы с порой αHL. Фермент будет периодически расщеплять отдельные основания, позволяя поре идентифицировать последующие основания. Соединение экзонуклеазы с биологической порой замедлит транслокацию ДНК через пору и повысит точность сбора данных.

Примечательно, что теоретики показали, что секвенирование с помощью ферментов экзонуклеазы, как описано здесь, невозможно. [22] Это происходит главным образом из-за эффектов, связанных с диффузией, налагающих ограничение на вероятность захвата каждого нуклеотида при его расщеплении. Это приводит к значительной вероятности того, что нуклеотид либо не будет захвачен до того, как он диффундирует в массу, либо захвачен не по порядку и, следовательно, не будет правильно секвенирован нанопорой, что приведет к ошибкам вставки и удаления. Поэтому необходимы серьезные изменения в этом методе, прежде чем его можно будет считать жизнеспособной стратегией.

Недавнее исследование указало на способность αHL обнаруживать нуклеотиды в двух отдельных участках в нижней половине поры. [23] Сайты R1 и R2 позволяют отслеживать каждое основание дважды, когда оно движется через пору, создавая 16 различных измеримых значений ионного тока вместо 4. Этот метод улучшает однократное считывание через нанопору за счет удвоения сайтов, на которых считывается последовательность. нанопоры.

МспА

[ редактировать ]

Порин А Mycobacterium smegmatis (MspA) — вторая биологическая нанопора, которая в настоящее время исследуется для секвенирования ДНК. Поры MspA были идентифицированы как потенциальное улучшение по сравнению с αHL благодаря более благоприятной структуре. [24] Пора описывается как кубок с толстым краем и диаметром 1,2 нм на дне поры. [25] Природный MspA, хотя и благоприятен для секвенирования ДНК из-за формы и диаметра, имеет отрицательное ядро, которое препятствует транслокации одноцепочечной ДНК (оцДНК). Природные нанопоры были модифицированы для улучшения транслокации путем замены трех отрицательно заряженных аспарагиновых кислот нейтральными аспарагинами. [26]

Было показано, что обнаружение нуклеотидов через мембрану электрическим током в десять раз более специфично, чем αHL, для идентификации оснований. [24] Используя эту улучшенную специфичность, группа из Вашингтонского университета предложила использовать двухцепочечную ДНК (дцДНК) между каждой одноцепочечной молекулой, чтобы удерживать основание в зоне считывания поры. [24] [26] ДцДНК остановит основание в нужном участке поры и позволит идентифицировать нуклеотид. Недавний грант был предоставлен сотрудничеству Калифорнийского университета в Санта-Крус, Вашингтонского университета и Северо-Восточного университета для улучшения распознавания оснований MspA с использованием полимеразы phi29 в сочетании с порами. [27] MspA с обнаружением электрического тока также можно использовать для секвенирования пептидов. [28]

Твердотельный

[ редактировать ]

Подходы к секвенированию твердотельных нанопор, в отличие от биологического секвенирования нанопор, не включают белки в свои системы. Вместо этого в технологии твердотельных нанопор используются различные подложки из металлов или металлических сплавов с порами нанометрового размера, которые позволяют проходить ДНК или РНК. Эти субстраты чаще всего играют важную роль в распознавании последовательностей нуклеиновых кислот, когда они перемещаются по каналам вдоль субстратов. [29]

Туннельный ток

[ редактировать ]
На рисунке показано теоретическое движение оцДНК через систему нанопор с туннельным током. Обнаружение стало возможным благодаря размещению электродов вдоль стенок каналов нанопор перпендикулярно вектору скорости оцДНК.

Измерение туннелирования электронов через основания при перемещении оцДНК через нанопоры представляет собой усовершенствованный метод твердотельного секвенирования нанопор. Большинство исследований было сосредоточено на доказательстве того, что основы можно определить с помощью электронного туннелирования. Эти исследования проводились с использованием сканирующего зондового микроскопа в качестве чувствительного электрода и доказали, что основания можно идентифицировать с помощью специфических туннельных токов. [30] После подтверждения принципиальных исследований необходимо создать функциональную систему для соединения твердотельной поры и сенсорных устройств.

Исследователи из группы Harvard Nanopore создали твердотельные поры с одностенными углеродными нанотрубками по всему диаметру поры. [31] Создаются массивы пор, и химическое осаждение из паровой для создания нанотрубок, растущих поперек массива, используется фазы. Как только нанотрубка прорастает через пору, диаметр пор доводится до желаемого размера. Успешное создание нанотрубки, связанной с порой, является важным шагом на пути к идентификации оснований при перемещении оцДНК через пору твердого тела.

Другой метод — использование наноэлектродов по обе стороны поры. [32] [33] Электроды специально созданы для обеспечения образования твердотельных нанопор между двумя электродами. Эту технологию можно использовать не только для обнаружения баз, но и для контроля скорости и ориентации перемещения баз.

флуоресценция

[ редактировать ]

Был разработан эффективный метод определения последовательности ДНК с использованием твердотельных нанопор и флуоресценции . [34] Этот метод флуоресцентного секвенирования преобразует каждое основание в характерное представление множества нуклеотидов, которые связываются с флуоресцентным зондом, образующим цепь дцДНК. В предложенной двухцветной системе каждое основание идентифицируется двумя отдельными флуоресценциями и, следовательно, преобразуется в две конкретные последовательности. Зонды состоят из флуорофора и гасителя в начале и конце каждой последовательности соответственно. Каждый флуорофор гасится тушителем в конце предыдущей последовательности. Когда дцДНК перемещается через твердотельную нанопору, нить зонда отрывается, и расположенный выше флуорофор начинает флуоресцировать. [34] [35]

Этот метод секвенирования имеет производительность 50-250 оснований в секунду на пору, а четырехцветная флуорофорная система (каждое основание может быть преобразовано в одну последовательность вместо двух) будет секвенировать более 500 оснований в секунду. [34] Преимущества этого метода основаны на четком считывании последовательности — использовании камеры вместо методов шумного тока. Однако этот метод требует подготовки проб для преобразования каждого основания в расширенный двоичный код перед секвенированием. Вместо того, чтобы идентифицировать одно основание при его перемещении через пору, для определения последовательности одного основания требуется ~ 12 оснований. [34]

Цели

[ редактировать ]

Устройства Nanopore можно использовать для анализа eDNA при мониторинге окружающей среды [36] [37] [38] [39] и эпидемиология сельскохозяйственных культур . [37] Их можно сделать более миниатюрными, чем более ранние технологии, и поэтому из них можно сделать портативные устройства, особенно MinION. [36] [37] [38] [39] MinION особенно известен исследованиями вирусов сельскохозяйственных культур , проведенными Бойкиным и др. (2018 г.) и Шаффером (2019 г.). [37] и исследования распространенности видов , проведенные Менегоном и др., 2017 г. [37] [38] и Померанц и др., 2018 г. [36] [37] [38] [39] Благодаря своей высокой портативности, низкой стоимости и простоте использования для быстрого секвенирования, он также вызвал этические, юридические и социальные проблемы. [40] наряду с другими технологиями секвенирования следующего поколения. [41]

Сравнение типов

[ редактировать ]
Сравнение биологических и твердотельных систем секвенирования нанопор на основе основных ограничений
Биологический Твердотельное тело
Низкая скорость транслокации ✓
Воспроизводимость размеров ✓
Стрессоустойчивость ✓
Долголетие ✓
Простота изготовления ✓

Основные ограничения

[ редактировать ]
  1. Низкая скорость транслокации: скорость, с которой образец проходит через пору единицы, достаточно медленная, чтобы ее можно было измерить.
  2. Воспроизводимость размеров: вероятность того, что пора единицы будет иметь правильный размер.
  3. Стрессоустойчивость: чувствительность устройства к внутренним условиям окружающей среды.
  4. Долговечность: продолжительность времени, в течение которого ожидается, что устройство будет продолжать функционировать.
  5. Простота изготовления: возможность производить единицу продукции, обычно при массовом производстве.

Биологический: преимущества и недостатки

[ редактировать ]

Биологические системы секвенирования нанопор имеют несколько фундаментальных характеристик, которые делают их выгодными по сравнению с твердотельными системами, причем каждая выгодная характеристика этого подхода к проектированию вытекает из включения белков в их технологию. Однородная структура пор, точный контроль перемещения образцов через поровые каналы и даже обнаружение отдельных нуклеотидов в образцах могут быть обеспечены уникальными белками из различных типов организмов.

Использование белков в системах биологического секвенирования нанопор, несмотря на различные преимущества, имеет и некоторые отрицательные характеристики. Чувствительность белков в этих системах к локальному стрессу окружающей среды оказывает большое влияние на долговечность единиц в целом. Одним из примеров является то, что моторный белок может разархивировать образцы только с достаточной скоростью в определенном диапазоне pH, но не работает достаточно быстро за пределами этого диапазона - это ограничение влияет на функциональность всего блока секвенирования. Другим примером является то, что трансмембранный порин может надежно работать только в течение определенного количества циклов, прежде чем он разрушается. Оба эти примера необходимо будет учитывать при разработке любой жизнеспособной биологической системы нанопор, чего может быть трудно достичь, сохраняя при этом стоимость такой технологии как можно более низкой и конкурентоспособной по сравнению с другими системами. [17]

Проблемы

[ редактировать ]

Одна из задач метода «секвенирования цепей» заключалась в доработке метода, чтобы улучшить его разрешение и обеспечить возможность обнаружения отдельных оснований. В методах ранних работ нуклеотид необходимо было повторить в последовательности примерно 100 раз подряд, чтобы вызвать измеримое характерное изменение. Такое низкое разрешение связано с тем, что цепь ДНК быстро движется со скоростью от 1 до 5 мкс на основание через нанопору. Это затрудняет запись и приводит к появлению фонового шума, что не позволяет получить разрешение в один нуклеотид. По состоянию на 2006 год проблема решалась либо путем улучшения технологии записи, либо путем контроля скорости цепи ДНК с помощью различных стратегий белковой инженерии, а Oxford Nanopore использует «подход kmer», анализируя более одного основания одновременно, так что растягивается ДНК подвергаются повторному опросу по мере того, как цепь проходит через нанопору по одному основанию за раз. [42] Различные методы, в том числе алгоритмические, использовались для повышения производительности технологии MinION с тех пор, как она впервые стала доступна пользователям. [43] Совсем недавно были показаны эффекты отдельных оснований, обусловленные вторичной структурой или высвобождением мононуклеотидов. [44] [45]

В 2010 году Хэган Бэйли предположил, что создание двух сайтов узнавания внутри поры альфа-гемолизина может дать преимущества в распознавании оснований. [23]

По состоянию на 2009 год одной из проблем «экзонуклеазного подхода» было [46] где процессивный фермент подает отдельные основания в правильном порядке в нанопоры, заключалась в интеграции экзонуклеазы и систем обнаружения нанопор. В частности, [47] проблема в том, что когда экзонуклеаза гидролизует фосфодиэфирные связи между нуклеотидами в ДНК, не обязательно гарантированно, что высвободившийся впоследствии нуклеотид напрямую переместится, скажем, в ближайшую нанопору альфа-гемолизина . В 2009 году одна из идей заключалась в том, чтобы присоединить экзонуклеазу к нанопорам, возможно, посредством биотинилирования к бета-бочоночному гемолизину. [47]

Центральная пора белка может быть покрыта заряженными остатками, расположенными так, что положительные и отрицательные заряды появляются на противоположных сторонах поры. Однако этот механизм в первую очередь носит дискриминационный характер и не представляет собой механизм, направляющий нуклеотиды по определенному пути. [ нужна ссылка ]

Ссылки

[ редактировать ]
  1. ^ Нидрингхаус Т.П., Миланова Д., Керби М.Б., Снайдер М.П., ​​Бэррон А.Е. (июнь 2011 г.). «Ландшафт технологий секвенирования нового поколения» . Аналитическая химия . 83 (12): 4327–41. дои : 10.1021/ac2010857 . ПМЦ   3437308 . ПМИД   21612267 .
  2. ^ Гренингер А.Л. , Наккеш С.Н., Федерман С., Ю.Г., Мбала П., Брес В. и др. (сентябрь 2015 г.). «Быстрая метагеномная идентификация вирусных патогенов в клинических образцах методом секвенирования нанопор в реальном времени» . Геномная медицина . 7 (1): 99. bioRxiv   10.1101/020420 . дои : 10.1186/s13073-015-0220-9 . ПМЦ   4587849 . ПМИД   26416663 .
  3. ^ Бисло, Анаис (29 мая 2023 г.). «Технологии борьбы с вирусными инфекциями» . Проверено 7 июля 2023 г.
  4. ^ Манро, Рори; Холмс, Надин; Мур, Кристофер; Карлайл, Мэтью; Пейн, Александр; Тайсон, Джон Р.; Уильямс, Томас; Олдер, Кристофер; Снелл, Люк Б.; Неббия, Гея; Сантос, Роберто; Свободный, Мэтт (2023). «Среда для мониторинга, анализа и адаптивного отбора проб в режиме реального времени при секвенировании нанопор вирусных ампликонов» . Границы генетики . 14 . дои : 10.3389/fgene.2023.1138582 . ISSN   1664-8021 . ПМЦ   10083257 . ПМИД   37051600 .
  5. ^ Ник Ломан (15 мая 2015 г.). «Как небольшой рюкзак для быстрого геномного секвенирования помогает в борьбе с Эболой» . Разговор .
  6. ^ «Взгляд TGAC на первую портативную «лабораторию» секвенирования ДНК » . ЭврекАлерт! . 19 марта 2015 г.
  7. ^ "nanopore-wgs-consortium/NA12878" . Гитхаб . Проверено 10 января 2017 г.
  8. ^ «Solanum pennellii (новый сорт) — ПлабиПД» . www.plabipd.de . Проверено 10 января 2017 г.
  9. ^ Цао М.Д., Ганесаморти Д., Эллиотт А.Г., Чжан Х., Купер М.А., Коин LJ (июль 2016 г.). «Потоковые алгоритмы для идентификации патогенов и потенциальной устойчивости к антибиотикам на основе секвенирования MinION™ в реальном времени» . ГигаСайенс . 5 (1): 32. bioRxiv   10.1101/019356 . дои : 10.1186/s13742-016-0137-2 . ПМЦ   4960868 . ПМИД   27457073 .
  10. ^ Аммар Р., Патон Т.А., Торти Д., Шлиен А., Бадер Г.Д. (2015). «Варианты и гаплотипы CYP2D6» . F1000Исследования . 4 : 17. doi : 10.12688/f1000research.6037.2 . ПМЦ   4392832 . ПМИД   25901276 .
  11. ^ «Секвенирование нанопор позволяет расшифровать последовательность ДНК и РНК» . WhatisBiotechnology.org .
  12. ^ Jump up to: а б Варонгчаякул Н., Сонг Дж., Меллер А., Гринстафф М.В. (ноябрь 2018 г.). «Одномолекулярное зондирование белка в нанопорах: учебное пособие» . Обзоры химического общества . 47 (23): 8512–8524. дои : 10.1039/C8CS00106E . ПМК   6309966 . ПМИД   30328860 .
  13. ^ Талага Д.С., Ли Дж (июль 2009 г.). «Одномолекулярный белок, разворачивающийся в твердотельных нанопорах» . Журнал Американского химического общества . 131 (26): 9287–97. дои : 10.1021/ja901088b . ПМК   2717167 . ПМИД   19530678 .
  14. ^ Jump up to: а б с Чен П., Гу Дж., Брандин Э., Ким Ю.Р., Ван К., Брэнтон Д. (ноябрь 2004 г.). «Исследование транспорта одиночной молекулы ДНК с использованием искусственных нанопор» . Нано-буквы . 4 (11): 2293–2298. Бибкод : 2004NanoL...4.2293C . дои : 10.1021/nl048654j . ПМК   4160839 . ПМИД   25221441 .
  15. ^ Си В, Аксиментьев А (июль 2017 г.). «Нанопоровое зондирование сворачивания белка» . АСУ Нано . 11 (7): 7091–7100. дои : 10.1021/acsnano.7b02718 . ПМЦ   5564329 . ПМИД   28693322 .
  16. ^ Krasilnikov O.V.; Sabirov, R.Z.; Ternovsky, VI.; Merzlyak, PG.; Tashmukhamedov, BA. The structure of Staphylococcus aureus alfa-toxin induced ionic channel. //General Physiology and Biophysics, Slovenia. —1988. —V.7, —N.5, —P.467—473
  17. ^ Jump up to: а б Лю Цз, Ван Ю, Дэн Т, Чэнь Ц (30 мая 2016 г.). «Технология секвенирования ДНК на основе твердотельных нанопор» . Журнал наноматериалов . 2016 : 1–13. дои : 10.1155/2016/5284786 .
  18. ^ Касьянович Дж. Дж., Брандин Э., Брэнтон Д., Димер Д.В. (ноябрь 1996 г.). «Характеристика отдельных полинуклеотидных молекул с помощью мембранного канала» . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 93 (24): 13770–3. Бибкод : 1996PNAS...9313770K . дои : 10.1073/pnas.93.24.13770 . ЧВК   19421 . ПМИД   8943010 .
  19. ^ Jump up to: а б Стоддарт Д., Херон А.Дж., Михайлова Е., Маглия Г., Бэйли Х. (май 2009 г.). «Однонуклеотидная дискриминация в иммобилизованных ДНК-олигонуклеотидах с биологической нанопорой» . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 106 (19): 7702–7. Бибкод : 2009PNAS..106.7702S . дои : 10.1073/pnas.0901054106 . ПМЦ   2683137 . ПМИД   19380741 .
  20. ^ Jump up to: а б Пурнелл Р.Ф., Мехта К.К., Шмидт Дж.Дж. (сентябрь 2008 г.). «Идентификация нуклеотидов и распознавание ориентации гомополимеров ДНК, иммобилизованных в нанопорах белка». Нано-буквы . 8 (9): 3029–34. Бибкод : 2008NanoL...8.3029P . дои : 10.1021/nl802312f . ПМИД   18698831 .
  21. ^ Кларк Дж., Ву Х.К., Джаясингхе Л., Патель А., Рид С., Бэйли Х. (апрель 2009 г.). «Непрерывная идентификация оснований для секвенирования ДНК нанопор одной молекулы». Природные нанотехнологии . 4 (4): 265–70. Бибкод : 2009NatNa...4..265C . дои : 10.1038/nnano.2009.12 . ПМИД   19350039 .
  22. ^ Райнер Дж. Э., Балиепалли А., Робертсон Дж. В., Драун Б. С., Берден Д. Л., Касьянович Дж. Дж. (декабрь 2012 г.). «Влияние диффузии на механизм секвенирования ДНК на основе экзонуклеазы/нанопор» . Журнал химической физики . 137 (21): 214903. Бибкод : 2012JChPh.137u4903R . дои : 10.1063/1.4766363 . ПМЦ   4108639 . ПМИД   23231259 .
  23. ^ Jump up to: а б Стоддарт Д., Маглия Г., Михайлова Е., Херон А.Дж., Бэйли Х. (2010). «Множество сайтов распознавания оснований в биологической нанопоре: две головки лучше, чем одна» . Ангеванде Хеми . 49 (3): 556–9. дои : 10.1002/anie.200905483 . ПМК   3128935 . ПМИД   20014084 .
  24. ^ Jump up to: а б с Манрао Э.А., Деррингтон И.М., Павленок М., Нидервейс М., Гундлах Дж.Х. (2011). «Дискриминация нуклеотидов с помощью ДНК, иммобилизованной в нанопоре MspA» . ПЛОС ОДИН . 6 (10): e25723. Бибкод : 2011PLoSO...625723M . дои : 10.1371/journal.pone.0025723 . ПМК   3186796 . ПМИД   21991340 .
  25. ^ Фаллер М., Нидервейс М., Шульц Г.Е. (февраль 2004 г.). «Строение микобактериального наружного мембранного канала». Наука . 303 (5661): 1189–92. Бибкод : 2004Sci...303.1189F . дои : 10.1126/science.1094114 . ПМИД   14976314 . S2CID   30437731 .
  26. ^ Jump up to: а б Батлер Т.З., Павленок М., Деррингтон И.М., Нидервейс М., Гундлах Дж.Х. (декабрь 2008 г.). «Обнаружение одномолекулярной ДНК с помощью сконструированной нанопоры белка MspA» . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 105 (52): 20647–52. Бибкод : 2008PNAS..10520647B . дои : 10.1073/pnas.0807514106 . ПМЦ   2634888 . ПМИД   19098105 .
  27. ^ «Награда за передовые технологии секвенирования 2011» . Genome.gov .
  28. ^ Бринкерхофф, Х; Канг, ASW; Лю, Дж; Аксиментьев А; Деккер, К. (4 ноября 2021 г.). «Многократное перечитывание отдельных белков с разрешением одной аминокислоты с использованием нанопор» . Наука . 374 (6574): 1509–1513. Бибкод : 2021Sci...374.1509B . дои : 10.1126/science.abl4381 . ПМЦ   8811723 . ПМИД   34735217 . S2CID   243761929 .
  29. ^ Карсон С., Вануну М. (февраль 2015 г.). «Проблемы управления движением ДНК и считывания последовательностей с использованием устройств нанопор» . Нанотехнологии . 26 (7): 074004. Бибкод : 2015Nanot..26g4004C . дои : 10.1088/0957-4484/26/7/074004 . ПМЦ   4710574 . ПМИД   25642629 .
  30. ^ Чанг С., Хуан С., Хэ Дж., Лян Ф., Чжан П., Ли С. и др. (март 2010 г.). «Электронные подписи всех четырех нуклеозидов ДНК в туннельном разрыве» . Нано-буквы . 10 (3): 1070–5. Бибкод : 2010NanoL..10.1070C . дои : 10.1021/nl1001185 . ПМК   2836180 . ПМИД   20141183 .
  31. ^ Садки Е.С., Гарай С., Власарев Д., Головченко Ю.А., Брэнтон Д. (2011). «Внедрение углеродной нанотрубки по диаметру твердотельной нанопоры». Журнал вакуумной науки и технологий B, Нанотехнологии и микроэлектроника: материалы, обработка, измерения и явления . 29 (5): 5. arXiv : 1308.1128 . Бибкод : 2011JVSTB..29e3001S . дои : 10.1116/1.3628602 . S2CID   32097081 .
  32. ^ Иванов А.П., Инстули Е, МакГилвери СМ, ​​Болдуин Дж., МакКомб Д.В., Альбрехт Т., Эдель Дж.Б. (январь 2011 г.). «Туннельный детектор ДНК, встроенный в нанопору» . Нано-буквы . 11 (1): 279–85. Бибкод : 2011NanoL..11..279I . дои : 10.1021/nl103873a . ПМК   3020087 . ПМИД   21133389 .
  33. ^ «Лаборатория Дрндича – Пенсильванский университет» . Архивировано из оригинала 29 ноября 2011 года . Проверено 17 декабря 2011 г.
  34. ^ Jump up to: а б с д МакНелли Б, Сингер А, Ю З, Сунь Ю, Венг З, Меллер А (июнь 2010 г.). «Оптическое распознавание конвертированных нуклеотидов ДНК для секвенирования одиночных молекул ДНК с использованием массивов нанопор» . Нано-буквы . 10 (6): 2237–44. Бибкод : 2010NanoL..10.2237M . дои : 10.1021/nl1012147 . ПМК   2883017 . ПМИД   20459065 .
  35. ^ Сони Г.В., Сингер А, Ю З, Сан Ю, МакНелли Б, Меллер А (январь 2010 г.). «Синхронное оптическое и электрическое обнаружение биомолекул, проходящих через твердотельные нанопоры» . Обзор научных инструментов . 81 (1): 014301–014301–7. Бибкод : 2010RScI...81a4301S . дои : 10.1063/1.3277116 . ПМК   2821415 . ПМИД   20113116 .
  36. ^ Jump up to: а б с Лю, Минсинь; Кларк, Лоуренс Дж.; Бейкер, Сьюзен К.; Джордан, Грегори Дж.; Берридж, Кристофер П. (30 декабря 2019 г.). «Практическое руководство по метабаркодированию ДНК для экологов-энтомологов» . Экологическая энтомология . 45 (3). энтомологическое . 7 . Королевское общество ) ​ ​  ​ ​ ​  ​ ​ ​ ​ ​ ​ ​ ​
  37. ^ Jump up to: а б с д и ж Хамелен, Ричард К.; Роу, Аманда Д. (10 сентября 2019 г.). «Геномное бионаблюдение за лесными инвазивными инопланетными врагами: история, написанная закодировано» . Эволюционные приложения . 13 (1). Блэквелл : 95–115. дои : 10.1111/eva.12853 . ISSN   1752-4571 . ПМЦ   6935587 . ПМИД   31892946 . S2CID   202008520 . ORCID : RCH 0000-0003-4006-532X ). (ДОПОГ 0000-0002-1953-6062 ).
  38. ^ Jump up to: а б с д Кеннеди, Сьюзен Р.; Прост, Стефан; Пасмурно, Исаак; Ромингер, Эндрю Дж.; Гиллеспи, Розмари Г.; Креенвинкель, Хенрик (10 февраля 2020 г.). «Высокопроизводительное секвенирование для анализа сообществ: перспектива штрих-кодирования ДНК для выявления разнообразия, родства, численности и взаимодействия в сообществах пауков» . Гены развития и эволюция . 230 (2). Спрингер : 185–201. дои : 10.1007/s00427-020-00652-x . ISSN   0949-944X . ПМК   7127999 . ПМИД   32040713 . ORCID : (SRK 0000-0002-1616-3985 ). (СП 0000-0002-6229-3596 ). (ИО 0000-0001-8614-6892 ). (AJR 0000-0003-3755-4480 ). (РГГ 0000-0003-0086-7424 ). (HK 0000-0001-5069-8601 ).
  39. ^ Jump up to: а б с Лоулер, Ричард Р. (21 октября 2018 г.). «Новые и постоянные проблемы генетики сохранения приматов» . Ежегодный обзор антропологии . 47 (1). Годовые обзоры: 395–415. doi : 10.1146/annurev-anthro-102317-050006 . ISSN   0084-6570 . S2CID   149616699 .
  40. ^ Саджир П., Мухаммад (29 марта 2023 г.). «Прорывная технология: изучение этических, юридических, политических и социальных последствий технологии секвенирования нанопор» . Отчеты ЭМБО . 24 (5): e56619. дои : 10.15252/эмбр.202256619 . ISSN   1469-221X . ПМЦ   10157308 . ПМИД   36988424 . S2CID   257803254 .
  41. ^ Дэйви, С. (декабрь 2014 г.). «Секвенирование следующего поколения: учитывая этику» . Международный журнал иммуногенетики . 41 (6): 457–462. дои : 10.1111/iji.12155 . ПМИД   25345691 . S2CID   33081712 .
  42. ^ Бэйли Х. (декабрь 2006 г.). «Секвенирование отдельных молекул ДНК». Современное мнение в области химической биологии . 10 (6): 628–37. дои : 10.1016/j.cbpa.2006.10.040 . ПМИД   17113816 .
  43. ^ Ломан, Нью-Джерси, Уотсон М. (апрель 2015 г.). «Успешный тестовый запуск секвенирования нанопор». Природные методы . 12 (4): 303–4. дои : 10.1038/nmeth.3327 . ПМИД   25825834 . S2CID   5604121 .
  44. ^ Ашкенаси Н., Санчес-Кесада Х., Бэйли Х., Гадири М.Р. (февраль 2005 г.). «Распознавание одного основания в отдельной цепи ДНК: шаг к секвенированию ДНК в нанопорах» . Ангеванде Хеми . 44 (9): 1401–4. дои : 10.1002/anie.200462114 . ПМК   1828035 . ПМИД   15666419 .
  45. ^ Уинтерс-Хилт С., Веркутер В., ДеГузман В.С., Димер Д., Эйксон М., Хаусслер Д. (февраль 2003 г.). «Высокоточная классификация пар оснований Уотсона-Крика на концах одиночных молекул ДНК» . Биофизический журнал . 84 (2 ч. 1): 967–76. Бибкод : 2003BpJ....84..967W . дои : 10.1016/S0006-3495(03)74913-3 . ПМЦ   1302674 . ПМИД   12547778 .
  46. ^ Астье Ю., Браха О., Бэйли Х. (февраль 2006 г.). «На пути к секвенированию ДНК одной молекулы: прямая идентификация рибонуклеозидов и дезоксирибонуклеозид-5'-монофосфатов с использованием сконструированной белковой нанопоры, оснащенной молекулярным адаптером». Журнал Американского химического общества . 128 (5): 1705–10. дои : 10.1021/ja057123+ . ПМИД   16448145 .
  47. ^ Jump up to: а б Раск Н (01 апреля 2009 г.). «Дешевое секвенирование третьего поколения» . Природные методы . 6 (4): 244–245. дои : 10.1038/nmeth0409-244a . S2CID   18893754 .

Отзывы

[ редактировать ]
Retrieved from "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Nanopore_sequencing&oldid=1216639422"
Arc.Ask3.Ru: конец переведенного документа.
Arc.Ask3.Ru
Номер скриншота №: 0b3dc941ee1ad27562df915cf292e28e__1711938600
URL1:https://arc.ask3.ru/arc/aa/0b/8e/0b3dc941ee1ad27562df915cf292e28e.html
Заголовок, (Title) документа по адресу, URL1:
Nanopore sequencing - Wikipedia
Данный printscreen веб страницы (снимок веб страницы, скриншот веб страницы), визуально-программная копия документа расположенного по адресу URL1 и сохраненная в файл, имеет: квалифицированную, усовершенствованную (подтверждены: метки времени, валидность сертификата), открепленную ЭЦП (приложена к данному файлу), что может быть использовано для подтверждения содержания и факта существования документа в этот момент времени. Права на данный скриншот принадлежат администрации Ask3.ru, использование в качестве доказательства только с письменного разрешения правообладателя скриншота. Администрация Ask3.ru не несет ответственности за информацию размещенную на данном скриншоте. Права на прочие зарегистрированные элементы любого права, изображенные на снимках принадлежат их владельцам. Качество перевода предоставляется как есть. Любые претензии, иски не могут быть предъявлены. Если вы не согласны с любым пунктом перечисленным выше, вы не можете использовать данный сайт и информация размещенную на нем (сайте/странице), немедленно покиньте данный сайт. В случае нарушения любого пункта перечисленного выше, штраф 55! (Пятьдесят пять факториал, Денежную единицу (имеющую самостоятельную стоимость) можете выбрать самостоятельно, выплаичвается товарами в течение 7 дней с момента нарушения.)