美國科學家近日揭示了單鏈DNA在穿越碳納米管時發生的“易位”過程。這一過程可引發電流的不規則激增，而其中涉及的電子信號特性，或可為納米孔技術在快速DNA測序中的應用提供幫助。

　　美國亞利桑那州立大學生物設計研究所的斯圖爾特?林賽博士及同事在《科學》雜志上發表的此項研究成果借助了納米孔技術。納米孔技術是近來研究人員在微制造技術上的一項突破，可實現單個分子規格內納米孔的構設，其為單分子的操作和研究提供了更多可能。科學家表示，可以在位于納米孔兩端的電極上施加連續的電壓，引發納米孔封閉通道內離子電流的流動。在這種尺度范圍內，即使是單個分子的“通過”也會導致電流作出相應的改變，科研人員可人為將電流進行電子化擴大，得到電流的測量結果。

　　研究團隊采用直徑介于1納米至2納米間的單壁碳納米管作為傳導通道。當電流被導入納米管時，由60個或120個核苷酸組成的單鏈DNA片段也隨即進入納米管中，并在DNA分子攜帶的負電荷的驅使下，從入口處的正極轉移至輸出處的負極。結果顯示，科研人員可在培育完好的碳納米管內探測到DNA易位過程中強烈的電子活動突增，而反向偏置電極則可導致電流尖波的消失，當電極恢復原狀時尖峰又會重新出現。在全部的DNA樣本中，約有20%的樣本在易位過程中出現了不規則的離子電流尖波。而DNA的易位速率則由核苷酸的結構及DNA樣本的分子質量等因素共同決定。

　　雖然科研人員仍需構建大量的模型以確定納米管中涌現出強烈電流的機理，但DNA易位過程中涉及的電子信號特性，或可為納米孔技術在快速DNA測序中的應用提供相當的幫助。利用納米孔技術進行快速測序的關鍵在于對DNA的易位進行精確控制，而碳納米管可使對納米孔特性的控制變得更加簡易、可靠。

　　林賽博士強調，如果能進一步完善這一過程，DNA測序的速度可比使用現有方法提升千萬倍，成本也將大大降低，從而實現一對一的基因測序，為完善個體化治療以治愈更多疾病奠定基礎。