Ученые из Гарвардского университета разработали кремниевый чип, способный одновременно создавать 64 различные последовательности ДНК. Устройство использует электрическое управление химическими реакциями и водный ферментативный метод вместо традиционного процесса на основе органических растворителей. Об этом сообщает издание iXBT.

Синтетическая ДНК необходима для разработки диагностических методов, геномной инженерии и исследований рака. Сегодня последовательности ДНК в основном производят с помощью фосфорамидитной химии. Этот метод надежен, но требует применения токсичных органических растворителей.

Ферментативный синтез ДНК считается более мягкой и экологичной альтернативой, так как использует воду. Однако до сих пор такие методы уступали традиционной химии по числу одновременно получаемых последовательностей. Новый кремниевый чип увеличил этот показатель до 64 последовательностей, каждая из которых может содержать до 39 нуклеотидов.

Принцип работы основан на точном изменении кислотности раствора. На поверхности микросхемы созданы 64 независимых участка, каждый с двумя электродами. Внутренний электрод создает поток протонов, который локально снижает pH и запускает следующий этап реакции. Внешний электрод удаляет избыточные протоны, чтобы не затронуть соседние участки.

С помощью 64 синтезированных последовательностей команда закодировала текст размером 169 байт, проверив потенциал технологии для хранения цифровых данных в ДНК.

При попытке увеличить количество участков синтеза выяснилось, что главным ограничением стал не чип, а химия процесса. Образующиеся промежуточные соединения могут распространяться между соседними участками и снижать точность синтеза. Следующим шагом станет разработка более прямого химического механизма для решения этой проблемы.

«Чип сделал именно то, что мы от него требовали — он локализовал низкий pH в выбранных областях. Ограничение оказалось связано не с кремнием, а с химией удаления защитных групп», — отметил один из ведущих авторов работы Хан Сэ Чжун.

Подписывайтесь на наш Telegram-канал, чтобы быть в курсе всех новостей и событий Рунета.