Investigadores japoneses han logrado avances significativos en la secuenciación del ADN mediante el uso de circuitos cuánticos para identificar nucleótidos individuales. La secuenciación del ADN, que implica determinar la secuencia de bases de nucleótidos en una molécula de ADN, es importante para la medicina personalizada y el diagnóstico de enfermedades. Sin embargo, las tecnologías actuales requieren mucho tiempo, horas o incluso días para leer una secuencia completa.

Dirigido por el Instituto de Investigación Científica e Industrial (SANKEN) de la Universidad de Osaka, un equipo de investigación multidisciplinario ha desarrollado una técnica que podría revolucionar el análisis del genoma. Las secuencias de ADN están formadas por bases de nucleótidos, e incluso un pequeño cambio en un solo nucleótido puede tener un efecto significativo en un organismo. La secuenciación rápida y fiable del ADN es esencial para tomar decisiones médicas importantes.

Las computadoras clásicas enfrentan desafíos en el análisis del genoma, y ​​aquí es donde las computadoras cuánticas ofrecen perspectivas prometedoras. A diferencia de las computadoras clásicas, que usan los dígitos binarios ‘0’ y ‘1’, las computadoras cuánticas usan bits cuánticos o qubits, que permiten velocidades informáticas exponencialmente más rápidas.

En un estudio publicado recientemente en el Journal of Physical Chemistry B, los investigadores utilizaron una computadora cuántica para aislar la adenina, una de las cuatro moléculas de nucleótidos. La capacidad de identificar nucleótidos individuales es un primer paso importante hacia el objetivo final de la secuenciación del ADN.

Los investigadores utilizaron electrodos de hendidura a escala nanométrica para detectar nucleótidos individuales. La conductividad eléctrica entre el nucleótido y el electrodo varía según la arquitectura química del nucleótido. Este patrón de conductividad único se convirtió en la base para diseñar una puerta cuántica, que sirve como huella digital molecular para cada nucleótido.

Si bien actualmente existen dificultades para separar la adenina de otros nucleótidos, los investigadores creen que el diseño de puertas cuánticas para los nucleótidos restantes podría permitir la secuenciación del ADN. Estos avances tienen un potencial significativo en el descubrimiento de fármacos, el diagnóstico del cáncer y la investigación de enfermedades infecciosas, lo que lleva a la posibilidad de un análisis ultrarrápido del genoma en el futuro.