Pengurutan nanopori

Pengurutan nanopori (nanopore sequencing) adalah pendekatan generasi ketiga yang digunakan dalam proses sekuensing biopolimer - khususnya polinukleotida dalam bentuk DNA atau RNA.

 Manfaat 
Dengan melakukan pengurutan nanopore, molekul DNA atau RNA tunggal dapat dibuat urutannya tanpa memerlukan amplifikasi PCR atau pelabelan kimia pada sampel, yang sebelumnya merupakan tahapan penting yang perlu dilakukan sebelum sekuensing. Pengurutan nanopore memiliki potensi sebagai metode genotiping yang relatif murah, memiliki mobilitas yang tinggi dalam proses pengujian, serta memiliki waktu pemrosesan yang cepat. 

 Prinsip 
Pengurutan nanopore memanfaatkan pori-pori berukuran nanometer untuk mendeteksi perubahan arus ionik saat molekul DNA atau RNA melintas. Peran dari nanopori ini memungkinkan pengurutan polinukleotida dalam komputasi waktu nyata dengan proses preparasi sampel yang sederhana.

Proses pengurutan nanopore terdiri dari beberapa tahap utama. Dimulai dari pembentukan nanopori dari protein alami yang direkayasa atau dari material sintetis dengan ukuran yang disesuaikan untuk mengakomodasi molekul DNA/RNA. Saat asam nukleat memasuki nanopori, interaksi antara molekul dengan dinding pori menyebabkan perubahan arus ionik yang kemudian direkam sebagai sinyal listrik. Sinyal listrik tersebut dianalisis menggunakan algoritma pengolahan data untuk menginterpretasikan urutan nukleotida secara langsung tanpa perlu amplifikasi atau pewarnaan tambahan.

 Perkembangan teknologi 
Pada mulanya, penelitian pengurutan nanopore terfokus pada penggunaan nanopori alami untuk memahami interaksi molekuler dasar.  Eksperimen tentang pengurutan nanopori bermula pada awal tahun 1990-an, dipelopori oleh George Church dan Daniel Branton dari Universitas Harvard, serta David Deamer dari Universitas California, Santa Cruz. Seiring dengan perkembangan, dilakukan rekayasa protein dan pembuatan nanopori sintetis guna meningkatkan kestabilan dan resolusi pengukuran. 

Beberapa perusahaan telah mengusulkan strategi pengurutan berbasis nanopori, yaitu dengan cara mengekstraksi monomer dari untai DNA dan mengalirkannya satu per satu melalui nanopori (misalnya, pengurutan NanoTag dari Genia dan pengurutan Bayley dari Oxford Nanopore) atau dengan mengalirkan untai DNA utuh melalui nanopori secara basa per basa (Oxford Nanopore MinION). Oxford Nanopore Technologies (ONT) memperoleh lisensi paten inti untuk teknologi pengurutan nanopori pada tahun 2007 dan memulai pengembangan pengurutan untai pada tahun 2010. 

 Penerapan 
Kolaborasi multidisipliner antara biologi molekuler, teknik elektro, dan ilmu material telah mendorong peningkatan performa sistem nanopore, yang kemudian diterapkan pada studi genomika dan diagnostik klinis.

Publikasi mengenai metode pengurutan nanopore menjabarkan kegunaannya dalam identifikasi patogen virus secara cepat, pengawasan ebola, pengawasan lingkungan, pengawasan ketahanan pangan, pengurutan genom manusia, pengurutan genom tumbuhan, pengawasan kekebalan terhadap antibiotik, haplotiping dan kegunaan-kegunaan lainnya.

 Catatan kaki 

 Jurnal 







Kategori:Teknik laboratorium
Kategori:Metode pengurutan DNA
Kategori:Teknologi nano
Kategori:Genomika