Evaluación de la legibilidad de un alfabeto de ácido desoxirribonucleico expandido de 8 letras con nanoporos

Área de la Ciencia:

• Biología sintética
• La genómica
• La biofísica

Sus antecedentes:

• El ADN estándar se compone de cuatro nucleótidos: guanina, adenina, citosina y timina.
• Los sistemas de información genética ampliados artificialmente (AEGIS) utilizan ADN sintético con nucleótidos adicionales.
• AEGIS tiene aplicaciones en diagnóstico, evolución dirigida y astrobiología, pero los desafíos de secuenciación limitan su uso.

Objetivo del estudio:

• Para investigar la viabilidad de la secuenciación de nanoporos para un alfabeto de ADN de 8 letras "hachimoji".
• Evaluar el rango de señal y la distinguibilidad del ADN hachimoji utilizando el nanoporo MspA.
• Para evaluar la compatibilidad de la enzima motora Hel308 con los nucleótidos no estándar del ADN hachimoji.

Principales métodos:

• Utilizó el nanoporo MspA (Mycobacterium smegmatis porin A) para analizar el rango de señales del ADN hachimoji.
• Evaluó la distinción de las sustituciones de una sola base en el ADN hachimoji.
• Seguimiento de la translocación de la enzima motora Hel308 a lo largo del ADN hachimoji para monitorear la cinética y la disociación de la enzima.

Principales resultados:

• El ADN de Hachimoji demostró un rango de señales más amplio en la secuenciación de nanoporos en comparación con el ADN estándar.
• Las sustituciones de una sola base en el ADN hachimoji fueron distinguibles con alta confianza.
• La enzima motora Hel308 mostró compatibilidad con el ADN hachimoji, pero exhibió una mayor disociación con los nucleósidos C-glucósidos.

Conclusiones:

• La secuenciación de nanoporos es un método viable para leer alfabetos de ADN expandidos como el hachimoji.
• La optimización de los motores de secuenciación de nanoporos es necesaria para acomodar diferentes enlaces glucósidos en el ADN sintético.
• Los resultados pueden servir de base para el diseño de futuros AEGIS compatibles con las tecnologías de secuenciación existentes.