Outil unique pour démocratiser l'entrée dans le domaine de la recherche sur les nanopores

Un nanopore est un petit trou dans une membrane mince d'un diamètre d'environ un milliardième de mètre, ou environ la largeur d'une seule molécule d'ADN. Les applications potentielles de ces nanopores sont si diverses - de la médecine aux technologies de l'information (TI) - qu'elles pourraient avoir un impact majeur sur notre vie quotidienne. Aujourd'hui, une équipe de chercheurs de l'Université d'Ottawa démocratise l'entrée dans le domaine de la recherche sur les nanopores en offrant un outil unique pour accélérer le développement de nouvelles applications et découvertes.

Le laboratoire innovant T.-Cossa, qui étudie la biophysique appliquée à une molécule unique, a eu l'idée de fournir à la communauté des chercheurs les protocoles, conceptions matérielles, et le logiciel requis pour fabriquer des nanopores à l'état solide dans un rapide, à bas prix, et la mode complètement automatisée. Cette méthode est maintenant disponible dans le journal en ligne Protocoles naturels .

Cette décision est une aubaine pour les chercheurs qui développent des applications de diagnostic et de séquençage en santé, sciences de la vie, et cela, où être capable de détecter et d'identifier des molécules biologiques uniques comme des protéines ou de l'ADN avec la précision exacte d'un nanopore est nécessaire.

Pour la première fois, nous mettons gratuitement à disposition notre outil de fabrication de nanopores unique. Nous avons choisi d'offrir gratuitement notre technologie de fabrication de nanopores brevetée à la communauté des chercheurs, pour aider à le diffuser et à élargir le domaine de la recherche sur les nanopores. »

Vincent Tabard-Cossa, professeur au Département de physique et directeur du Laboratoire de biophysique appliquée à molécule unique à l'Université d'Ottawa

Les nanopores à l'état solide sont désormais bien établis en tant que capteurs à biomolécule unique qui sont très prometteurs pour des applications de détection et de séquençage rapides et peu coûteuses, y compris l'identification rapide des agents pathogènes, quantification de biomarqueurs pour la médecine de précision, métagénomique, analyse du microbiome, et la recherche sur le cancer. Cependant, jusque récemment, cette promesse avait été étouffée par le cher, travail intensif, et les méthodes à faible rendement par lesquelles les pores ont été fabriqués. Pour résoudre ce problème, Le professeur Tabard-Cossa et son équipe ont mis au point une méthode de fabrication de nanopores à l'état solide bon marché et évolutive en 2012 appelée rupture contrôlée (CBD), qui est depuis devenu la méthode de choix par laquelle les nanopores à l'état solide sont fabriqués par des groupes de recherche du monde entier.

« Pour favoriser l'innovation accessible, nous avons entrepris de créer un instrument et un flux de travail qui pourraient être exploités avec succès par quelqu'un qui n'avait même jamais entendu parler d'un nanopore, " a déclaré Matthew Waugh, chef de laboratoire du T.-Cossa Lab. "Nous avons déjà eu des succès incroyables grâce à un programme de sensibilisation scientifique local où des élèves du secondaire ont pu produire indépendamment des nanopores et détecter des molécules d'ADN individuelles en un seul après-midi à l'aide de nos outils."

La fabrication de pores CBD remplace cher, microscopes électroniques à commande manuelle à faible coût, facile à utiliser, petits instruments de paillasse qui fabriquent automatiquement des nanopores à une taille donnée en cliquant sur un bouton. Selon le Dr Tabard-Cossa, les chercheurs peuvent désormais concentrer leur attention sur le développement de différentes applications de nanopores du monde réel dans divers domaines.

« L'une de ces applications répond au besoin croissant de stocker et d'archiver d'énormes quantités d'informations numériques sur de très longues périodes, " a déclaré Kyle Briggs, stagiaire postdoctoral au laboratoire T.-Cossa. "La nature a résolu ce problème il y a longtemps avec l'ADN, et une approche similaire fonctionnera pour nous, dans lequel l'information est stockée sous forme de séquence d'un polymère synthétique, réduisant les fermes de serveurs à la taille d'un réfrigérateur et économisant des milliards de dollars en coûts énergétiques et en disques durs frits. Les nanopores à l'état solide pourraient permettre la prochaine avancée majeure dans le stockage de données, car ils peuvent être utilisés comme élément qui lit les informations sur les polymères, " il ajouta.

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