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Nature子刊:利用納米孔檢測多個抗體

日期:2016-04-12 08:51:10

 英國劍橋大學(xué)的研究人員近日在《Nature Nanotechnology》上發(fā)文稱,他們可利用石英納米孔來識別啞鈴狀的DNA結(jié)構(gòu),從而實現(xiàn)抗體檢測。

 

Nicholas BellUlrich Keyser利用DNA折紙DNA origami)的原理來設(shè)計出一種結(jié)構(gòu),它攜帶了獨特的數(shù)字條形碼,由多個啞鈴狀的DNA發(fā)夾結(jié)構(gòu)組成。利用納米孔,他們能夠以94%的準確性讀取三位的條形碼。之后,他們在DNA鏈中摻入抗原,每次最多可檢測四個抗體。

 

在這項研究中,研究人員利用DNA載體來選擇性驅(qū)動蛋白質(zhì)通過納米孔。Keyser負責控制納米孔的大小。他們創(chuàng)建了雙鏈DNA結(jié)構(gòu),其中一條鏈帶有啞鈴狀的發(fā)夾結(jié)構(gòu)。

 

首先,研究人員需要建立單個數(shù)字位,可被納米孔讀取。為了與背景信號區(qū)分開,他們發(fā)現(xiàn)需要在雙鏈DNA骨架上摻入多個發(fā)夾結(jié)構(gòu)。發(fā)夾結(jié)構(gòu)越少,每條DNA鏈中的位數(shù)就越多,而發(fā)夾結(jié)構(gòu)越多,可帶來更強的信號和更高的準確性。在編碼更多數(shù)據(jù)和獲取更強信號之間,研究人員權(quán)衡再三,選擇了每位有11個發(fā)夾結(jié)構(gòu)。

 

然后,他們構(gòu)建了三位的數(shù)字系統(tǒng),形成八個獨特的條形碼。之后,他們將這些條形碼融入呈遞抗原的DNA載體分子,用它來結(jié)合抗體。“抗體的存在不會顯著影響DNA的動力學(xué),”作者寫道,這意味著利用條形碼可讀取抗體的存在。

 

為了證明這一點,BellKeyser創(chuàng)建出呈遞生物素、BrdU、嘌呤霉素和地高辛的結(jié)構(gòu),并成功檢測了濃度低至10納摩爾的抗體。他們認為,這種技術(shù)有望應(yīng)用于科研和臨床診斷。

 

納米孔測序儀以往常用于DNA的檢測,不過在蛋白檢測方面,最近也有不少新進展。早前,賓夕法尼亞大學(xué)的一個研究小組對納米孔的開口進行了改造,以容納較大的蛋白。通過這種方式,他們區(qū)分了GCN4-p1蛋白的單體和二聚體結(jié)構(gòu)。

 

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