DNA profiling using solid-state nanopores: detection of DNA-binding molecules.
DNA profiling using solid-state nanopores: detection of DNA-binding molecules.
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DOI：
10.1021/nl901691v
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发表时间：
2009-10
期刊：
影响因子：
10.8
通讯作者：
Meller A
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Wanunu M;Sutin J;Meller A
我们提出了一种新的单分子方法，用于快速评估小分子与单个DNA分子的结合，使用在单晶硅膜中制造的纳米孔。与天然DNA的典型残余电流相比，通过约3.5 nm孔的残余离子电流的可测量偏移是由染料嵌入DNA分子的穿线引起的。剩余电流的平均水平可以用来直接定量结合分子与DNA的分数，提供了一种新的方法来确定结合等温线。空间灵敏度也证明了通过设计一个两段DNA分子，其中包含小分子结合位点在其两个部分之一。在与DNA结合染料孵育时，这种分子的易位表现出两个电流水平，这是由其中一个DNA片段中的选择性结合染料引起的。我们的结果，如这里所示，与四种不同的染料，吻合良好，在相同的条件下进行散装荧光测量。用于“读出”分子结合沿着DNA分子的纳米孔方法，与所需的微量DNA和使用纳米孔阵列的可扩展性的潜力相结合，为未来在分析药物筛选中的应用提供了新的平台。
We present a novel single-molecule method for rapidly evaluating small-molecule binding to individual DNA molecules using nanopores fabricated in ultrathin silicon membranes. A measurable shift in the residual ion current through a ~3.5 nm pore results from threading of a dye-intercalated DNA molecule, as compared to the typical residual current of native DNA. The average level of the residual current can be used to directly quantify the fraction of bound molecules to DNA, providing a new way to determine binding isotherms. Spatial sensitivity is also demonstrated by designing a two-segment DNA molecule that contains small-molecule binding sites in one of its two segments. Translocations of such molecules exhibit two current levels upon incubation with a DNA-binding dye, caused by selectively bound dye in one of the DNA segments. Our results, as shown here with four different dyes, coincide well with bulk fluorescence measurements performed under identical conditions. The nanopore approach for “reading-out” molecular binding along a DNA molecule, combined with the miniscule amounts of DNA required and the potential for scalability using nanopore arrays, provide a novel platform for future applications in analytical drug screening.
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