Вчені з Федеральної політехнічної школи в Лозанні знайшли спосіб суттєво збільшити точність читання ДНК методом протягування крізь нанопору. Виграш в точності вдалося отримати за рахунок використання особливого роду розчинників, в який ДНК рухається значно повільніше, ніж у звичайній воді. Дослідження опубліковано в журналі, препринт статті доступний на сайті arXive.org.Секвенирование ДНК протягуванням через пору відбувається наступним чином. Одноланцюжкову нуклеїнову кислоту поміщають у розчин, розділений тонкою мембранною на дві частини. У мембрані є пора, в яку ДНК потрапляє за рахунок того, що до різних частин розчину прикладається електрична напруга (в розчині ДНК заряджена негативно і рухається до аноду). Проходячи через пору різні підстави в ДНК по-різному її закривають. Через це в ланцюгу по-різному падає сила струму: змінюється глибина і час падіння напруги. Спостерігаючи за цим падінням, можна теоретично відновити послідовність нуклеїнової кислоти. Проблема полягає в тому, що при необхідній напрузі ДНК рухається занадто швидко: за одну мілісекунду крізь пору «пролітають» зазвичай від трьох до 50 тисяч підстав. Через це на практиці точність визначення послідовності виявляється дуже низькою. Зменшенням напруги цю швидкість знизити не можна: при цьому пропорційно падає амплітуда сигналу. У новій роботі вчені вирішили застосувати для уповільнення ДНК принципово інший тип розчинника. Йдеться про іонні рідини - органічні речовини, які в рідкому вигляді повністю складаються з іонів. На відміну від звичайного водного розчину іонні рідини виявилися краще пристосовані для такого типу секвенування. Вони здатні уповільнювати рух ДНК (приблизно в тисячу разів) і при цьому забезпечувати електричний струм через пору, достатній за амплітудою для визначення послідовності підстав.
Слід зазначити, що новизна методу полягає не тільки у використанні іонних рідин, а й у застосуванні нового виду мембран із сульфіду молібдену (MoS2). На відміну від графена (який раніше вже намагалися застосовувати для секвенування, але не дуже успішно), цей матеріал не адсорбує на собі ДНК, що істотно спрощує весь процес. Нова технологія належить до класу методів читання ДНК, де в якості пори використовуються отвори в неорганічних речовинах. Вже досить давно паралельно розвиваються технології секвенування, де в якості пори використовуються природні біологічні канали. У цих методах не виникає проблеми занадто швидкого простягання ДНК через отвір (швидше навпаки). Основні складнощі з цими методами обумовлені тим, що білкові комплекси досить швидко зношуються і потребують частої заміни та обслуговування. Мембрани і пори, подібні до тієї, що використовувалися в справжній роботі, такими недоліками не володіють - вони «практично вічні». Докладніше про методи секвенування можна прочитати тут.