一项新的基因测序技术可以在几小时内破译一个人的基因组——

DNA对于地球上各种生物而言，几乎是一致的。人与人之间的DNA几乎完全一样，人的DNA与虫子和老鼠的DNA也大部分一样；而组成DNA的核苷酸的变化就更小了，DNA分子中的“四大天王”——腺嘌呤、胞嘧啶、鸟嘌呤和胸腺嘧啶——几乎都是完全相同的，顶多只是相差几个原子而已。

当两条互补的DNA分子结合时，腺嘌呤就会准确地与胸腺嘧啶结合，而鸟嘌呤则与胞嘧啶结合。到目前为止，在这一现象的基础上，科学家们通过利用荧光分子（它们可以模拟自然的核苷酸与已有DNA分子去配对）已经测出了人类基因的序列。

然而，要按照这种方法进行测序，需要许多DNA的样本，而制备这些样本则需要花费大量时间。这就是为什么对人类基因组测序花费了10多年时间的原因。

现在，通过利用一种全新的技术，一些科学家宣布，他们可以用几个小时就能达到上述的成就。哈佛大学的丹尼尔 · 布拉顿（Daniel Branton）和詹 · 格洛夫申科（Jene Golovchenko）与加州大学圣克鲁兹分校的大卫 · 迪默（David Deamer）希望建造一台探测器，这台探测器可以在DNA链通过一个小孔时记录下碱基的序列。通过测量纳米孔上轻微的电流涨落，研究人员希望能够探测到是什么样的碱基通过了这个小孔。

布拉顿和迪默是鉴于普通细胞膜的工作原理而得到上述想法的。细胞膜由双层的脂肪分子膜构成，脂肪分子层可以阻止带电粒子穿过。布满脂肪分子膜上的蛋白通道可以使细胞交换选定的分子。

研究人员借鉴了这种原理，他们利用油脂双分子层把玻璃皿一分为二，然后把一长条核苷酸单链（通常带有负电）放入其中一面。接着，研究者利用了一个医学界的“老对手”——一种称为奥里斯的葡萄状球菌在膜上建立了一条通道，或者说是纳米微孔。这种细菌可以产生一种能够通过刺破细胞膜来杀死细胞的蛋白质。尽管这对于人类来说是有害的，但奥里斯蛋白的确能够非常理想的在脂肪层上刺穿一个小洞。

通过控制电源开关，研究人员在这层人造膜上施加电压，这个电压可以使带负电的核苷酸分子链向着带有正电压的玻璃皿的另一端运动，从而穿过其上的微孔。当不同的碱基穿过纳米微孔时，它们会产生不同的电流。研究人员希望可以最终实时地读取每个碱基所产生的电流，这就好像碱基在通过栅门时出示其身份证一样。

在能够用这种方式区分单个碱基之前，人们还必须克服几个技术上的挑战。现在，核苷酸分子链运动的太快，以至于无法仔细的逐个检测（每个碱基通过的时间大约为百万分之一秒）。布拉顿博士估计，在这个过程中，核苷酸分子的运动速度必须要减小到现在速度的千分之一——每个碱基通过的时间为一毫秒。只有这样的速度，电子设备才能跟得上，才能去对它进行仔细检测。

此外，研究人员也在寻找奥里斯蛋白的人造替代物。他们担心一个纳米微孔对于大规模使用来说，也许会太单薄。必须找到一种能够拆开DNA双螺旋分子的方法，以便只使其中之一通过纳米微孔。

最后，他们需要得到非常灵敏的电子探测器以及非常好的计算机算法，以处理大量的数据（这些数据来自于每分钟对大约70，000个碱基的扫描）。

位于加利福尼亚帕罗阿托的阿格林特技术公司可以为研究人员们提供帮助，它专长于为化学和生物实验室制造复杂的电子检测仪器。2001年5月，阿格林特公司和哈佛大学签订了一项协议，允许阿格林特公司使用前面所述的技术。同时，该公司也加入到哈佛大学的研究小组中，共同研发这一技术。这一概念最终开花结果可能还要大约10年的时间，但是这最终的奖品——任何人如果需要的话，都可以在几个小时内得到自己的基因序列图——完全值得人们去等待。

[The Economist.com，2001年6月21日]