Исследователи технологического центра Cidetec-IK4 в Испании разработали электрохимические датчики, которые, помимо других функций, способны определять возможные мутации в ДНК с большей скоростью, чем это было возможно до сих пор.

В целом, исследования учёных из Cidetec-IK4 проводились в сотрудничестве с американским Калифорнийским Университетом в Беркли («University of California, Berkeley»: http://berkeley.edu/) и испанским CSIC в рамках европейского проекта по производству оптических и электрохимических наносенсоров.

Статья (Label-Free DNA Biosensors Based on Functionalized Carbon Nanotube Field Effect Transistors), отражающая результаты исследований, опубликована в интернет -журнале NanoLetters, издаваемом Американским химическим обществом (American Chemical Society).

Интересно, что исследования ДНК в рамках проекта проводились исключительно для проверки концепции, точнее, для изучения эффективности и чувствительности новых датчиков. Отсюда следует, что уже в ближайшие несколько лет подобные наносенсоры можно будет применять для определения и других типов молекул, а также при исследованиях генетических заболеваний.

Рисунок из статьи (Maria Teresa Martinez)

Разработанный датчик состоит всего-навсего из нанотранзистора с углеродной нанотрубкой в качестве кабеля. Это и позволяет тестировать немодифицированные ДНК-пробы.

Датчик определяет последовательности ДНК и, соответственно, применим в генетике и в биотехнологии. В определённых генетических заболеваниях известен причинный ген. У пациентов с особой последовательностью генов обнаруживаются и особенности заболевания. Разработанный сенсор способен определить эти специфические последовательности заданного ДНК.

Инновацией испанских ученых в данной области было то, что им удалось разработать и синтезировать полимер, который был нековалентно связан с нанотрубкой и обеспечил ее последовательную модификацию в качестве якоря ДНК. Статья указывает на то, что без полимера наносенсор не функционирует. Таким образом, основной вклад ученых из Cidetec-IK4 в результаты исследований заключается в том, что они добились функционирования нанотрубок путем использования полимера для изготовления наносенсора.

Не менее важно отметить, что такая высокая чувствительность была достигнута без необходимости модифицировать ДНК. Как правило, электрохимические датчики с высокой чувствительностью требуют маркировки молекул, которые нужно определить, для повышения их чувствительности. В данной разработке факт присутствия нанотрубок позволил проводить определение последовательностей напрямую.

Евгений Биргер