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          新的納米孔技術為更早更安全的腫瘤檢測提供了概念驗證

          近年來,一種稱為液體活檢的非侵入性活檢方法已顯示出有望替代組織活檢的可能性,而組織活檢目前是癌癥檢測和診斷的金標準。通常會檢測組織活檢樣本(通常通過可能需要全身麻醉的外科手術過程收集,并伴隨著從痛苦到感染和肺炎的任何手術可能發生的并發癥的風險)的典型遺傳變異,也稱為“突變,可以提供有關該癌癥的明確最佳治療方法的信息。

          另一方面,液體活檢可識別存在于血液,尿液或唾液等體液中的腫瘤DNA片段或細胞(稱為循環腫瘤DNA(ctDNA))的存在,從而使患者免受不必要的傷害。不幸的是,體液中微量的ctDNA及其短暫的性質仍然是現實生活中的挑戰。

          但是,東京農業技術大學(TUAT)的生物技術研究人員開發了一種納米孔技術,該納米孔技術在實驗室測試中顯示出潛力,可以為突變檢測提供功能強大,快速簡便的工具。

          研究結果于2020年8月9日發表在同行評審的《小方法》雜志上。

          納米孔測量是第三代基因測序技術,可將DNA分子穿過納米級孔或“孔”。當DNA核苷酸穿過毛孔時,DNA核苷酸堿基(腺嘌呤[A],胞嘧啶[C],鳥嘌呤[G]或胸腺嘧啶[T])會導致電荷變化,這些電荷對每個堿基都具有特異性,可以將其分類,就像將沙子穿過一系列篩子一樣。納米孔技術還可以通過在孔打開時阻斷電流來檢測短DNA鏈的移位或遺傳物質交換。在這兩種情況下,第二代測量的運行時間可持續4-9天。但是納米孔的測量是實時發生的。

          快速廉價的納米孔技術通常用于全基因組測序,但其在ctDNA分析中的應用仍未得到開發。納米孔測序技術擅長長讀長度(> 10,000-50,000 nt)。測序ctDNA(?150 bp)需要早期階段的處理,例如提供原始ctDNA的多個副本以延伸靶標。盡管已經嘗試了使用納米孔技術直接進行ctDNA檢測的方法,并且能夠識別單個遺傳突變的存在或不存在,但到目前為止,他們仍無法識別該突變的位置。

          TUAT方法基于對遺傳密碼解壓縮所花費的時間長度以及對電流的阻斷的統計分析,從而可以識別突變的存在和位置。到目前為止,它僅用于遺傳物質或寡核苷酸的短條上,尚未用于現實世界的液體活檢中。

          負責設計新方法的兩名工程師之一Ryuji Kawano說:“這仍處于概念驗證階段,不僅令人興奮,還因為它可以允許更早地發現。”評估轉移(癌癥生長)的程度,以評估抗癌藥物的功效。”

          現在,研究人員希望與醫療機構合作,對來自許多不同癌癥的ctDNA中的突變位置進行定位和分類,以便將這種方法開發為一種針對多種疾病的簡單診斷方法。

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