Новый метод roll-to-roll ускоряет секвенирование ДНК в 85 раз

Схема установки r2r-fl. Автор: Nature Methods (2025). DOI: 10.1038/s41592-025-02730-2

Исследователи из Пекинского института геномики и IMDEA Nanociencia представили новый метод, который может значительно ускорить эффективность и снизить стоимость обработки жидкостей при секвенировании ДНК.

Традиционное секвенирование ДНК основано на проточных ячейках, где жидкие реагенты многократно закачиваются и откачиваются для каждой из реакций секвенирования. Для крупномасштабного секвенирования этот процесс включает погружение кремниевых пластин в реагенты — метод, который хорошо работает в промышленных масштабах, но непрактичен для небольших лабораторий или клинических условий, где размеры образцов ограничены, а эффекты высыхания становятся проблемой.

Новый подход переворачивает этот процесс с ног на голову. Вместо прокачки жидкостей через камеру исследователи используют метод roll-to-roll, который мягко сдвигает жидкость по поверхности. Это значительно повышает эффективность, позволяя быстрее заменять реагенты и используя до 85 раз меньше материала. В результате секвенирование ДНК, которое раньше занимало дни, теперь можно завершить менее чем за 12 часов при значительно более низкой стоимости реагентов.

Результаты были опубликованы в Nature Methods.

«Это новый способ мышления о жидкостях, — сказал профессор Томас Херманс. — Это классический учебный пример — идеальная жидкостная система с движущейся стенкой. До сих пор она мало использовалась, потому что предыдущие реализации были очень непрактичными. Но с этим подходом roll-to-roll мы теперь сделали этот учебный концепт реальностью».

Вклад профессора Херманса был ключевым для рационализации динамики жидкостей в этой новой системе, используя численное моделирование для понимания перепада давления и эффективности массопереноса в устройстве. Этот новый метод может иметь далеко идущие последствия не только для секвенирования ДНК, но и для широкого спектра применений в здравоохранении и других областях.

Больше информации: Yanzhe Qin et al, Fast, cost-effective and flexible DNA sequencing by roll-to-roll fluidics, Nature Methods (2025). DOI: 10.1038/s41592-025-02730-2