英國(guó)劍橋大學(xué)的研究人員近日在《Nature Nanotechnology》上發(fā)文稱(chēng)，他們可利用石英納米孔來(lái)識(shí)別啞鈴狀的DNA結(jié)構(gòu)，從而實(shí)現(xiàn)抗體檢測(cè)。

Nicholas Bell和Ulrich Keyser利用DNA折紙（DNA origami）的原理來(lái)設(shè)計(jì)出一種結(jié)構(gòu)，它攜帶了獨(dú)特的數(shù)字條形碼，由多個(gè)啞鈴狀的DNA發(fā)夾結(jié)構(gòu)組成。利用納米孔，他們能夠以94%的準(zhǔn)確性讀取三位的條形碼。之后，他們?cè)?/span>DNA鏈中摻入抗原，每次最多可檢測(cè)四個(gè)抗體。

在這項(xiàng)研究中，研究人員利用DNA載體來(lái)選擇性驅(qū)動(dòng)蛋白質(zhì)通過(guò)納米孔。Keyser負(fù)責(zé)控制納米孔的大小。他們創(chuàng)建了雙鏈DNA結(jié)構(gòu)，其中一條鏈帶有啞鈴狀的發(fā)夾結(jié)構(gòu)。

首先，研究人員需要建立單個(gè)數(shù)字位，可被納米孔讀取。為了與背景信號(hào)區(qū)分開(kāi)，他們發(fā)現(xiàn)需要在雙鏈DNA骨架上摻入多個(gè)發(fā)夾結(jié)構(gòu)。發(fā)夾結(jié)構(gòu)越少，每條DNA鏈中的位數(shù)就越多，而發(fā)夾結(jié)構(gòu)越多，可帶來(lái)更強(qiáng)的信號(hào)和更高的準(zhǔn)確性。在編碼更多數(shù)據(jù)和獲取更強(qiáng)信號(hào)之間，研究人員權(quán)衡再三，選擇了每位有11個(gè)發(fā)夾結(jié)構(gòu)。

然后，他們構(gòu)建了三位的數(shù)字系統(tǒng)，形成八個(gè)獨(dú)特的條形碼。之后，他們將這些條形碼融入呈遞抗原的DNA載體分子，用它來(lái)結(jié)合抗體。“抗體的存在不會(huì)顯著影響DNA的動(dòng)力學(xué)，”作者寫(xiě)道，這意味著利用條形碼可讀取抗體的存在。

為了證明這一點(diǎn)，Bell和Keyser創(chuàng)建出呈遞生物素、BrdU、嘌呤霉素和地高辛的結(jié)構(gòu)，并成功檢測(cè)了濃度低至10納摩爾的抗體。他們認(rèn)為，這種技術(shù)有望應(yīng)用于科研和臨床診斷。

納米孔測(cè)序儀以往常用于DNA的檢測(cè)，不過(guò)在蛋白檢測(cè)方面，最近也有不少新進(jìn)展。早前，賓夕法尼亞大學(xué)的一個(gè)研究小組對(duì)納米孔的開(kāi)口進(jìn)行了改造，以容納較大的蛋白。通過(guò)這種方式，他們區(qū)分了GCN4-p1蛋白的單體和二聚體結(jié)構(gòu)。