Sequenziamento migliorato con nanofilamenti in grafene

Rappresentazione di un filamento di DNA che passa attraverso un nanoporo in grafene

I Nanopori in grafene sono il salto tecnologico che molti ricercatori  hanno cercato di raggiungere per ridurre il tasso di errore nel sequenziamento allo stato solido. I ricercatori della “École polytechnique fédérale” di Losanna in Svizzera hanno segnalato di aver utilizzato con successo dei nanofilamenti di grafene per ridurre gli errori e raggiungere un sequenziamento rapido.

La tecnologia a nanopori esiste da circa un decennio e promette di realizzare un intero  sequenziamento del DNA umano per meno di 100 dollalri. Tuttavia, le aziende come Oxford Nanopore e i singoli ricercatori non sono ancora stati in grado di ridurre il numero di errori delle tecnologie esistenti, principalmente perché i materiali utilizzati per creare nanopori sono di  15 nm di spessore, mentre lo spazio tra due basi di DNA è 0,335 nm . Questa differenza porta gli strumenti a leggere più di una base alla volta e in ultima analisi ad un aumento dei tassi di errore.

Sequenziamento con grafene, stato della ricerca:

Aleksandra Radenovic, responsabile della ricerca sul seuqenziamento tramite nanopori all EPF di Losanna

Tuttavia , dei transistor con nanofilamenti in grafene, con uno spessore di 0,335 nm, forniscono ai ricercatori una dimensione di nanopori ideale per leggere basi singole. Diluendo molecole di DNA in soluzione ionica e guidandole attraverso i pori di grafene, i ricercatori hanno potuto rilevare singole molecole in base alle variazioni e disturbi del campo elettrico causati da ciò che attraversa il grafene. Grafene diede ricercatori la capacità di ridurre lo spessore del nanoporo ad una singola molecola e mantenere la forza orifizio allo stes

Nelle prime fasi della sperimentazione di questa nuova metodica , i ricercatori sono stati in grado di passare 50.000 basi di DNA in 5 millisecondi attraverso i pori, nonostante il segnale di output ricevuto non fosse abbastanza chiaro per differenziare le singole basi. La responsabile dello studio pubblicato su Nature Nanotechnology, Aleksandra Radenovic crede che questo successo fornisca un ” passo avanti significativo , così come una significativa opportunità ” per il sequenziamento.