- 文献综述（或调研报告）：
1944年，Avery等人通过肺炎双球菌转化实验证明DNA时遗传信息的载体。1953年，Watson和Cricket发现DNA的双螺旋结构，开启了生命科学研究的新纪元。之后，中心法则、遗传密码、DNA的复制机理、基因表达调控等相继被人们发现。人们了解遗传物质、基因信息的渴望越来越热烈。DNA测序技术应运而生。
测序技术发展至今，经历了三个阶段即三代测序技术。Sanger和Coulson发明的Sanger末端终止法或是在1976至1977年由Maxam和Gilbert发明的链降解的化学方法，通过来捕获新合成的DNA末端标记来确定DNA序列的边合成边测序，以及纳米孔单分子测序技术也就是第三代测序技术。第三代测序技术最大的特点就是单分子长链测序以及测序过程中不需要进行PCR，这使得在测序操作中能够捕捉到更多信息，比如重复序列、结构信息等。除此之外，还具有低成本、高通量、非标记等优势。
纳米孔测序技术，其主要原理是DNA分子在电场力的驱动下，穿过纳米孔，在此过程中，纳米孔道的空间变化以及电阻变化，会导致离子电流的变化，形成类似方波信号的调制电流，通过分析该电流的幅度、脉冲宽度等信息，就有可能得到生物分子的空间大小等信息，在生物分子是DNA时，甚至可以得到DNA的碱基类型，这也就是所谓的纳米孔单分子测序。目前，用于DNA分子检测的生物纳米孔主要优两种，alpha;-溶血素纳米孔和MspA生物纳米孔。国内外已经有大量使用这两种纳米孔继续宁生物分子检测的研究。1996年，John Kasianowicz等人率先使用alpha;-溶血素纳米孔插入脂质双层作为纳米孔进行DNA分子检测实验，奠定了生物纳米孔DNA测序的理论基础。1999年Akeson等人分别使用鸟嘌呤核苷酸（poly A）、胞嘧啶核苷酸（poly C）以及尿嘧啶核苷酸（poly U）进行纳米孔检测实验，最后证明alpha;-溶血素纳米孔可以分辨poly A和poly C。但是，由于在进行纳米孔测序实验时，引起结果产生差异的因素过多，使得纳米孔测序研究仅仅依赖于实验研究是远远不够的。再加上纳米孔检测聚合物分子广阔的前景，吸引了来自各个领域的理论计算研究者加入到纳米孔测序的研究工作中。Aleksij Aksimentiev等人，率先使用分子动力学模拟方法，模拟DNA分子通过alpha;-溶血素纳米孔的过程。2011年，Bond等人也使用分子动力学模拟方法进行了alpha;-溶血素和其变异体的模拟，深入探讨了DNA过孔时磷酸基团与纳米孔道内氨基酸残基的力作用关系。2018年，Haynes等人通过对生物纳米孔进行TRP,TYR两种修饰，使用修饰纳米孔进行一系列分子动力学模拟实验，发现疏水收缩区域能够控制DNA分子过孔的速率，并且DNA分子在过孔时倾向于保持线性。
MspA纳米孔（Mycobacterium smegmatis point A）是耻垢分枝杆菌 Mycobacterium smegmatis 细胞外膜的主要成分。MspA蛋白质纳米孔是由分子量为20kDa的MspA单体蛋白构建的同源性八聚体。其最小处直径为1.0 nm ，长度为0.5 nm ，极短的beta;桶和“八”字形杯状结构使得它非常适用于作为纳米孔分子器件，目前已经有很多其应用于DNA检测方面的报道。MspA纳米孔有超强的热稳定性和化学稳定性，同时易于多位点突变修饰，也满足我们的研究需要。
【参考文献】
1.McCarty, M., amp; Avery, O. T. (1946). STUDIES ON THE CHEMICAL NATURE OF THE SUBSTANCE INDUCING TRANSFORMATION OF PNEUMOCOCCAL TYPES. The Journal of Experimental Medicine. https://doi.org/10.1084/jem.83.2.97
2.Aksimentiev, A., amp; Schulten, K. (2005). Imaging alpha;-hemolysin with molecular dynamics: Ionic conductance, osmotic permeability, and the electrostatic potential map. Biophysical Journal. https://doi.org/10.1529/biophysj.104.058727
3.Paulechka, E., Wassenaar, T. A., Kroenlein, K., Kazakov, A., amp; Smolyanitsky, A. (2016). Nucleobase-functionalized graphene nanoribbons for accurate high-speed DNA sequencing. Nanoscale. https://doi.org/10.1039/c5nr07061a
4.Schneider, G. F., amp; Dekker, C. (2012). DNA sequencing with nanopores. In Nature Biotechnology. https://doi.org/10.1038/nbt.2181
5.Storm, A. J., Chen, J. H., Ling, X. S., Zandbergen, H. W., amp; Dekker, C. (2003). Fabrication of solid-state nanopores with single-nanometre precision. In Nature Materials. https://doi.org/10.1038/nmat941
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