По мере того как такие проекты, как Атлас генома рака, накапливают все большие объемы информации о генетической структуре различных форм рака, становится все более ясным, что такая информация имеет огромный потенциал для определения того, какой противораковой препарат должен быть использован для лечения конкретного пациента. Однако реализация этого потенциала потребует не только раскрытия связей между генетическими изменениями в конкретной опухоли и ответом опухоли на конкретное терапевтическое средство, то и технологических разработок для создания методов быстрого определения специфических мутаций, что будет иметь экономическое значения для каждого больного.

Возможно, технологический прорыв для решения данной проблемы уже совершен благодаря последней работе Амита Меллера (Amit Meller) и его коллег из Бостонского университета (Boston University). Сообщая о своей работе в журнале Nano Letters, ученые описывают использование электрически заряженных нанопор для определения специфических генетических последовательностей посредством прохождения отдельных молекул ДНК через такие поры. Если дальнейшие исследования окажутся удачными, такой подход может внедрить в практику новый метод определения мутаций, не требующий трудоемкого и дорогого процесса амплификации ДНК.

Исследователи создали свой прибор для определения последовательностей ДНК с помощью сфокусированного электронного пучка, бурящего в мембране из нитрида кремния отверстия диаметром 4–5 нанометров. Мембрана помещается между двумя маленькими жидкостными камерами, а два электрода (серебро/хлорид серебра) создают электрический ток. Созданный ток заставляет отдельные молекулы ДНК продвигаться через поры, раскручиваясь по мере прохождения.

Для выявления известных генетических последовательностей ученые сначала обрабатывают образец ДНК определенными последовательностями аналогов ДНК, известными как пептидно-нуклеиновые кислоты (ПНК), связывающимися с соответствующими комплиментарными последовательностями интересующих их ДНК. Когда ДНК-ПНК последовательность проходит через пору, происходит заметное изменение электрического тока, текущего между двумя электродами. Изменение тока легко отличить от варианта с неизмененными двухцепочечными ДНК, то есть ДНК, не связанными с ПНК. Прибор способен провести анализ одной молекулы ДНК в секунду.