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【纳米孔】南京突破!1000美元1天全基因组测序

发布时间:2014年01月27日发布人:百力格生物技术关注度:952

人体全基因测序,将来一天就搞定

       在人体的基因中,有30亿个碱基对,共有4个类型,每个人是高是矮是胖是瘦,就是由碱基对排列差异造成的。为了测出它们是怎么排列的,科学家们历时13年,耗资数十亿美元才完成人类第一代的基因测序。昨天,现代快报记者从东南大学等校承办的“第十一届设计与制造前沿国际会议”上获悉,该校研制的第三代人类基因测序关键技术取得了重大进展,人体全基因测序有望从1个月缩短到1天时间。

 

基因测序时间缩短为1天

       昨天,现代快报记者从东南大学获悉,由校长易红领衔的科研团队——“基于微纳制造的第三代基因测序系统”项目取得重要突破,将来,花费1000美金,历时1天,就能搞清楚你体内的基因序列。如果哪个基因发生变异或者存在缺陷,可能预示着你有得癌症等疾病的风险。而现有的技术要做到这一点,至少需要一个月、500万美元。

       这样的革新是如何实现的?课题组专家、江苏省微纳生物医疗器械设计与制造重点实验室副主任、东大教授陈云飞举了个例子,“DNA在人体细胞里,就像头发丝一样团成一团,如果能把它们拉直,就能清楚地看到基因序列是如何排列的。”

       关键问题是,怎么把DNA序列拉直?陈云飞说,科研人员想到一个办法,那就是做一个非常小的孔,就像穿针眼一样,让基因从这个小孔里一一穿过
       多小的孔才合适呢?陈云飞说,一根头发丝的直径有7万纳米,而这个小孔的直径,目标是1纳米。

 

癌症将来可以“个性化诊治”

       七万分之一大小的“小针眼”,自然界有么?陈云飞说,课题组的科研人员从2000年开始,经过反复实验,选择了氮化硼和石墨烯作为原材料进行加工。“目前已经做出2纳米直径的小孔了,可以开始测量短序列基因的测定。”
       做出的孔到底怎么用呢?陈云飞说,科学家们将纳米孔贴在一个膜上,将这个膜插入溶液中,隔开溶液池,“通上电极之后,DNA在溶液里是带负电的,它就会向正电极一侧‘游’,因为孔很小,碱基对只能一个一个地从这个孔内过去,我们测定碱基对经过纳米孔时的电流,来确定碱基对的大小、类型等,完成基因测序。”

       他说,这就像一个人要经过一道门,胖子过去时带动的风大,瘦子过去时带动的风就小,人们可以通过测量风的大小来判断这个人的体型。

       陈云飞说,基因测序不仅能预测疾病,还能做疾病诊断和药物筛选,发现哪个基因有缺陷,就能“对症下药”,让药物和那段基因结合,进行修复。“例如如果有胃癌,就可以在那个位点上进行基因测序,来排查基因缺陷或者变异,进行个性化诊治。”
       他说,人类有3000多种遗传病,但现在只解决了几十种,如果能尽快地将基因序列测量出来,人类对疾病将有更深的认识。

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