Приступы сибирской язвы прошлой осени в США показали, что текущие схемы обнаружения смертельной бактерии несут нежелательный компромисс: они являются или быстрыми, но подверженными ошибкам, или очень точными, но медленными (Наука, 9 ноября 2001, p. 1266). Теперь исследователи представили простые электронные чипы, которые могут обнаружить ДНК от сибирской язвы и других организмов в минутах.
Жареный картофель, кажется, значительно более чувствителен, чем другие быстродействующие методы.Проводка нового жареного картофеля, описанного в выпуске 22 февраля Науки, состоит из ДНК, связанной с мелкими пятнышками металла, известного как наночастицы.
Бригада во главе с Чедом Миркиным, химиком в Северо-Западном университете в Эванстоне, Иллинойс, построила жареный картофель путем размещения пары электродов 20 миллионных частей на расстоянии в один метр на стеклянном понижении микроскопа. Тогда они ставили на якорь многочисленные идентичные отрывки одноцепочечной ДНК на стеклянную поверхность между электродами. Каждый фрагмент ДНК был разработан для закрепления с одним концом дополнительной ДНК от целевого организма: бактерия сибирской язвы. Когда бригада погрузила установку в мензурку, содержащую целевую ДНК, направляющаяся чипом ДНК дергала целевые берега из раствора, заполняя пространство между электродами с неоднородным газоном ДНК сибирской язвы.
Для превращения тех нитей ДНК в провод группа Миркина использовала второй набор одноцепочечных ДНК, названных берегами «исследования». Один конец каждого исследования был разработан для закрепления со свободным концом целевой ДНК сибирской язвы; другой конец нес крошечную золотую частицу.
Когда исследования нашли свои цели, золотые частицы несли электрический ток между этими двумя электродами, говорит Миркин. Чип мог определить ДНК сибирской язвы в концентрациях несколько порядков величины ниже, чем минимум для текущих быстродействующих схем обнаружения.Новое испытание является «очень умной мыслью, которая предоставила бы себя очень недорогим [диагностическим] устройствам», говорит Стивен Морзе, молекулярный биолог в Высшей школе здравоохранения Почтальона Колумбийского университета и бывшем диспетчере программ Наступающей Программы Диагностики в Управлении перспективного планирования оборонных научно-исследовательских работ.
Миркин и коллеги планируют упаковать их электрические датчики ДНК во множества, ищущие различных целевых ДНК одновременно. Такая многозадачность могла проложить путь к переносным читателям, просматривающим для батареи возбудителей инфекции.Ссылки по теме
Статья Science, описывающая различное исследование наночастицы, развитое МиркинымСайт Миркина в Северо-западном