????DNA測序能夠從血液或唾液中分析測定基因全序列，預測罹患多種疾病的可能性，同時可以幫助患者精準治療。但目前的DNA測序技術(shù)，昂貴的價格讓普通大眾望其項背。尋找低成本、快速的DNA測序技術(shù)，成為科學家們研究的熱點，生物納米孔單分子分析技術(shù)因其低成本、快速和無需熒光標記等優(yōu)點被視為最具前景的DNA測序技術(shù)之一。

　　近期，華東理工大學化學與分子工程學院的龍億濤科研團隊在生物納米孔超靈敏單核苷酸分辨領(lǐng)域取得獨創(chuàng)性突破，該研究成果以華東理工大學作為獨立研究單位，于4月25日在《Nature Nanotechnology》(自然-納米技術(shù))發(fā)表了題為“Discrimination of oligonucleotides of different lengths with a wild-type aerolysin nanopore”的研究論文。

　　生物納米孔單分子分析技術(shù)的原理是通過電場力驅(qū)動單鏈DNA穿過納米尺寸的孔道，由于不同的脫氧核苷酸通過納米孔道時產(chǎn)生了不同阻斷程度和阻斷時間的電流信號，由此可根據(jù)電流信號讀出每條DNA序列上的堿基信息。但在實際實驗過程中，單鏈DNA穿過納米孔的速度極快(約1微秒/堿基)，造成了的電流阻斷信號極小(皮安級)，阻礙了納米孔測序技術(shù)發(fā)展。

　　基于自主研制的超低電流檢測裝置，龍億濤課題組首次使用野生型且無任何修飾的Aerolysin(氣單胞菌溶素)生物孔，將單鏈DNA的過孔速度降低了三個數(shù)量級(2.0毫秒/堿基)，從而極大地提高了電流檢測的靈敏度，完成了對僅有單個堿基差異DNA分子的超靈敏識別，并實現(xiàn)了混合復雜體系的超靈敏檢測和核酸外切酶“分步降解”單鏈DNA過程的實時觀測。此外，該研究還通過改變檢測體系的酸堿度，調(diào)節(jié)了氣單胞菌溶素孔道內(nèi)腔的電荷分布，同時結(jié)合單鏈DNA在孔內(nèi)有效電荷數(shù)的計算，獲得了納米孔表/界面上電荷的分布信息，促進了對DNA與氣單胞菌溶素孔道內(nèi)腔表面氨基酸殘基相互作用的深入理解。

　　據(jù)介紹，氣單胞菌溶素來源于嗜水氣單胞菌，主要存在于水生環(huán)境包括海水、湖泊、蓄水池和供水系統(tǒng)中，是一種天然的納米蛋白孔，具有成本低、簡單易得的特點。早在2006年，龍億濤教授就發(fā)現(xiàn)氣單胞菌溶素能夠作為一種納米蛋白孔，并具有實現(xiàn)高靈敏單分子檢測的潛力。該論文的第一作者曹嬋，于2011年進入龍億濤課題組以來一直從事生物納米孔的相關(guān)研究，通過大量的實驗嘗試和經(jīng)驗積累，實現(xiàn)了氣單胞菌溶素納米通道的成功制備和單分子信號的獲取。

　　“這一獨創(chuàng)性研究成果不僅進一步降低納米孔單堿基分辨的成本，同時也將大大提高納米孔DNA測序的精確度?！睋?jù)龍億濤介紹，未來，結(jié)合高帶寬低噪音的電流檢測儀器，氣單胞菌溶素納米孔有望實現(xiàn)單堿基直接分辨以及對DNA損傷的檢測，這將大大推動DNA測序技術(shù)以及個性化醫(yī)療的發(fā)展。