Os polímeros são moléculas longas em forma de cadeia que estão em toda parte na biologia. DNA e RNA são polímeros formados por muitas cópias consecutivas de nucleotídeos acoplados. Ao serem transportados dentro ou entre as células, esses polímeros biológicos devem passar por orifícios do tamanho de nanômetros chamados “nanoporos”.
Esse processo também é a base de um método de rápido desenvolvimento para análise e sequenciamento de DNA chamado sensor de nanopore.
O estudo, publicado na revista Nature Physics, mostra como a equipe liderada por Cavendish desenvolveu uma nova técnica semelhante ao LEGO para a montagem de moléculas de DNA que apresentam saliências em locais específicos ao longo de seu comprimento. Ao passar essas moléculas de DNA por um nanoporo e analisar mudanças simultâneas no padrão de fluxo de íons, os pesquisadores determinaram com grande precisão como a velocidade do DNA muda à medida que se move.
Os resultados experimentais revelaram um processo de duas etapas em que a velocidade do DNA inicialmente diminui antes de acelerar perto do final da translocação. As simulações também demonstraram esse processo de dois estágios e ajudaram a revelar que a física subjacente do processo é determinada pela alteração do atrito entre o DNA e o fluido circundante.
“Nosso método para montar réguas de DNA molecular semelhantes ao LEGO deu uma nova visão sobre o processo de enfiar polímeros através de orifícios incrivelmente pequenos com apenas alguns nanômetros de tamanho”, explicou o autor sênior, Dr. Nicholas Bell, do Laboratório Cavendish de Cambridge. “A combinação de experimentos e simulações revelou uma imagem abrangente da física subjacente a esse processo e ajudará no desenvolvimento de biossensores baseados em nanoporos. É muito emocionante que agora possamos medir e compreender esses processos moleculares em detalhes tão minuciosos. ”
“Esses resultados ajudarão a melhorar a precisão dos sensores nanoporos em suas várias aplicações, por exemplo, localizar sequências específicas no DNA com precisão nanométrica ou detectar doenças precocemente com a detecção de RNA alvo”, disse o autor Kaikai Chen.
“A resolução superior na análise de moléculas que passam por nanoporos permitirá a decodificação de baixo erro de informações digitais armazenadas no DNA. Estamos explorando e melhorando a utilidade dos sensores de nanoporos para essas aplicações.”
Publicado em 30/06/2021 12h26
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