Na pragu otkrića koje bi moglo promijeniti ljudsko društvo

Hrvatski znanstveni portal Connect objavljevio je vijest Ane Bedalov koja upozorava na fantastičnu vijest iz fizike naprednih materijala: u prestižnom časopisu Nature objavljen je članak Graphene as a subnanometre trans-electrode membrane, čiji je vodeći autor dr. sc. Slaven Garaj, sa sveučilišta Harvard.

Grafen je alotropska modifikacija ugljika koja se sastoji membrane koja je "debela" samo jedan atomski sloj. Rad pokazuje da ova fantastično snažna membrana grafena ne propušta vodu između dva spremnika, ali ujedno precizno mjeri protok iona, ako se izbuši rupica široka samo nekoliko nanometara.

Autori pokazuju da je moguće provući dugačke molekule DNK kroz te nanopore kao što se konac provlači kroz ušicu igle. Budući da molekula DNK poput niza bisera prolazi kroz nanoporu, postoji mogućnost da se detektira, očita, sastav jedne po jedne perle - što je baza molekule DNK koja je "slovo" genetskog koda - na isti način na koji se očitava informacija s hard-diska. Ovaj rad je korak naprijed u razvijanju tehnologije za brzo i jeftino čitanje genetskog koda, a metodu je americki National Institutes of Health ocijenio kao ključnu tehnologiju budućnosti.

Je li otkriću da ušica u grafenu "čita" kemijski sastav, čitanje DNK jedina moguća primjena?

- Brzo i jeftino sekvencioniranje DNA - što bi ovakvi nanodetektori možda omogućili - svojevrsni je sveti gral, i dio našeg rada koji najviše zaokuplja maštu javnosti. Ako bi se uspjelo postići da se čovjekov genetski kôd pročita po cijeni od otprilike 1000 dolara, to bi bila disruptivna tehnologija koja bi promijenila ljudsko društvo jednako radikalno kao što je to učinila pojava automobila. Sekvencioniranje DNK na ovaj način nije najizvodiljiva, ali je znanstveno je najuzbudljivija ideja. To je težak problem na čije se istraživanje troše stotine milijuna državnih dolara, a još više investicijskog kapitala- odgovotrio je dr. Slaven Garaj.

Budući da smo na tragu otkrivanja jeftinog sekvencioniranja DNK, financira nas američki NIH (National Institutes of Health), ali naš je rad tek prvi korak u tom smjeru. U članku je glavni naglasak na razumijevanju fizike i kemije grafena u vodi na malim skalama. Kao što ste primijetili, postoji još mnogo interesanih ideja, možda lakših za "napraviti", kao što je molekularni senzor za male količine bioloških reagenata. Ovo je ukupno jako dinamično znanstveno područje - odgovorio nam je dr. Garaj.