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DNA: IL GRAFENE POTREBBE MIGLIORARE IL PROCESSO DI SEQUENZIAMENTO

Categoria // Medicina e Biotecnologie, Grafene

Strati di grafene dello spessore di un atomo possono contribuire a rendere il sequenziamento del Dna umano più veloce ed economico. Lo studio dei ricercatori della Harvard University e del MIT - Massachusetts Institute of Technology - pubblicato su Nature.

Filamento di Dna
Filamento di Dna

Strati di grafene dello spessore di un atomo possono contribuire a rendere il sequenziamento del Dna umano più veloce ed economico. E’ quanto emerge da uno studio realizzato da un team di ricercatori della Harvard University e del MIT - Massachusetts Institute of Technology - pubblicato sulla rivista Nature.

Infatti, le tecniche attualmente usate per questa operazione - si legge sulla MIT Technology Review - richiedono diversi giorni e decine di migliaia di dollari. Il nuovo metodo di sequenziamento al grafene, invece, sfruttando la tecnica dei nanopori, potrebbe consentire di analizzare un intero genoma in poche ore.

Andiamo con ordine. Il sequenziamento del Dna con la tecnica dei nanopori funziona così: si fa passare un filamento di Dna attraverso un foro praticato su una membrana generalmente sospesa in soluzione salina a cui viene applicata una tensione. Gli ioni si spostano da un lato all’altro della membrana, creando corrente elettrica: al passaggio di ciascuna delle 4 basi azotate attraverso il poro, l’intensità di corrente varia in misura diversa e proprio tali variazioni – se opportunamente registrate – potrebbero rendere possibile il puntuale riconoscimento dei nucleotidi.

Il processo ha però un limite che, grazie al grafene, verrebbe superato. I nanopori studiati finora sono incisi su membrane spesse dai 20 ai 30 nanometri, e questo significa - poiché la distanza tra 2 basi è di 0,5 nanometri – che durante il procedimento passano dall’apertura 40-60 basi per volta, impedendo un’identificazione accurata. La membrana di grafene, spessa solo 1 nanometro, è «la più sottile che sia mai stata applicata per risolvere questo problema» sottolinea Jene Golovchenko, professore di fisica ad Harvard, a capo della ricerca.

Per testare l’innovativo materiale, i ricercatori hanno creato la loro membrana ponendo uno strato di grafene su un’apertura larga 200 nanometri praticata su una superficie di nitruro di silicio. Poi hanno realizzato un foro di pochi nanometri nel grafene, usando un fascio elettronico. La membrana è stata infine immersa in una soluzione salina a contatto con elettrodi d’argento. A questo punto gli studiosi hanno osservato variazioni di corrente al momento del passaggio del filamento attraverso il poro, dimostrando che il metodo potrebbe essere valido per identificare il Dna.

Un passo avanti di notevole importanza, su cui però c’è ancora molto da lavorare, affermano gli esperti. Nello studio, infatti - sottolinea John Kasianowicz, biofisico presso il National Institute of Standards and Technology e inventore del sequenziamento con nanopori – si descrive come ciascuna molecola di Dna, contenente migliaia di basi, passi attraverso il poro, molto velocemente, in centinaia di microsecondi (circa 4 nanosecondi per base). Per leggere ogni singola base, invece, il filamento dovrebbe restare nel poro 1000 volte più a lungo.

Ecco allora che, per essere in grado di sequenziare un filamento di Dna, si dovrebbe saper controllare il suo flusso attraverso la membrana e rallentarlo. Un ostacolo ancora da superare.

Fonte: MIT Technology Review

La Redazione

Pubblicato:

Lunedì, 21 Gennaio 2013

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