新的DNA分析技术可加速肿瘤等疾病的诊断

目前，麦吉尔大学和Génome Québec创新中心的研究人员，实现了一项技术突破，可为癌症和各种产前情况带来更快速的诊断。相关研究结果发表在本周的《PNAS》杂志。

　　

生物通报道：目前，麦吉尔大学和Génome Québec创新中心的研究人员，实现了一项技术突破，可为癌症和各种产前情况带来更快速的诊断。

发表在本周《PNAS》杂志的这篇论文中，麦吉尔大学物理系的Sabrina Leslie和Walter Reisner教授及其Génome Québec创新中心的合作者Rob Sladek博士，开发出一种新的工具。这种新工具可让研究人员将长链DNA装载到一个可调谐的纳米级成像室，所用的方法可在类似于人体中发现的条件下，保持它们的同构性。

这种新研制的“Convex Lens-Induced Confinement（CLIC）”将使研究人员能够迅速地定位大的基因组，同时以单分子分辨率清楚地识别来自单细胞的特殊基因序列，这个过程是诊断癌症之类疾病的关键。

新工具——CLIC，位于大学实验室所用的标准倒置荧光显微镜上方。CLIC的创新一面在于，它允许DNA链加载到上面的成像室，这一过程可让DNA链保持其完整性。目前用以基因组分析的工具，依赖于在压力之下将DNA侧面加载到成像室中的纳米通道，这一做法会将DNA分子分割成小片段，从而构成了基因组重建的一个挑战。

当Leslie教授描述使用CLIC的感受时，她解释说：“这就像将许多软面条挤压成长的窄管，而不会破坏它们。一旦这些长链DNA被轻轻地向下挤压到纳米槽上面的纳米通道时，它们就变得非常坚硬，这意味着我们可以定位沿着均匀伸展DNA链分布的位置，而保持它们不变。这表明，可以迅速地进行诊断，每次一个细胞，这是诊断许多产前情况和癌症发病的关键。”

Génome Québec创新中心的Rob Sladek博士称：“目前基因组分析的做法，通常需要长千上万个细胞，这么多基因组物质才能获得我们所需的信息，但是这种新方法只使用单个细胞。CLIC将使研究人员能够避免目前技术情况下必须花费时间将整个基因组拼接在一起的麻烦，有望使基因组分析成为一个更简单和更有效的过程。”

Leslie教授补充说：“纳米物理学为生物医学和诊断学提供了很多有价值的东西。CLIC使纳米研究成为台式，基因组学仅仅是个开始。”

（生物通：王英）

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生物通推荐原文摘要：
Convex lens-induced nanoscale templating
Abstract: We demonstrate a new platform, convex lens-induced nanoscale templating (CLINT), for dynamic manipulation and trapping of single DNA molecules. In the CLINT technique, the curved surface of a convex lens is used to deform a flexible coverslip above a substrate containing embedded nanotopography, creating a nanoscale gap that can be adjusted during an experiment to confine molecules within the embedded nanostructures. Critically, CLINT has the capability of transforming a macroscale flow cell into a nanofluidic device without the need for permanent direct bonding, thus simplifying sample loading, providing greater accessibility of the surface for functionalization, and enabling dynamic manipulation of confinement during device operation. Moreover, as DNA molecules present in the gap are driven into the embedded topography from above, CLINT eliminates the need for the high pressures or electric fields required to load DNA into direct-bonded nanofluidic devices. To demonstrate the versatility of CLINT, we confine DNA to nanogroove and nanopit structures, demonstrating DNA nanochannel-based stretching, denaturation mapping, and partitioning/trapping of single molecules in multiple embedded cavities. In particular, using ionic strengths that are in line with typical biological buffers, we have successfully extended DNA in sub–30-nm nanochannels, achieving high stretching (90%) that is in good agreement with Odijk deflection theory, and we have mapped genomic features using denaturation analysis.