Transverse electric field dragging of DNA in a nanochannel

Nanopore analysis is an emerging single-molecule strategy for non-optical and high-throughput DNA sequencing, the principle of which is based on identification of each constituent nucleobase by measuring trans-membrane ionic current blockade or transverse tunnelling current as it moves through the pore. A crucial issue for nanopore sequencing is the fact that DNA translocates a nanopore too fast for addressing sequence with a single base resolution. Here we report that a transverse electric field can be used to slow down the translocation. We find 400-fold decrease in the DNA translocation speed by adding a transverse field of 10 mV/nm in a gold-electrode-embedded silicon dioxide channel. The retarded flow allowed us to map the local folding pattern in individual DNA from trans-pore ionic current profiles. This field dragging approach may provide a new way to control the polynucleotide translocation kinetics

Rapid internal contraction boosts DNA friction

Macroscopic objects are usually manipulated by force and observed with light. On the nanoscale, however, this is often done oppositely: individual macromolecules are manipulated by light and monitored with force. This procedure, which is the basis of single-molecule force spectroscopy, has led to much of our quantitative understanding of how DNA works, and is now routinely applied to explore molecular structure and interactions, DNA–protein reactions and protein folding. Here we develop the technique further by introducing a dynamic force spectroscopy set-up for a non-invasive inspection of the tension dynamics in a taut strand of DNA. The internal contraction after a sudden release of the molecule is shown to give rise to a drastically enhanced viscous friction, as revealed by the slow relaxation of an attached colloidal tracer. Our systematic theory explains the data quantitatively and provides a powerful tool for the rational design of new dynamic force spectroscopy assays

The Potential and Challenges of Nanopore Sequencing

A nanopore-based device provides single-molecule detection and analytical capabilities that are achieved by electrophoretically driving molecules in solution through a nano-scale pore. The nanopore provides a highly confined space within which single nucleic acid polymers can be analyzed at high throughput by one of a variety of means, and the perfect processivity that can be enforced in a narrow pore ensures that the native order of the nucleobases in a polynucleotide is reflected in the sequence of signals that is detected. Kilobase length polymers (single-stranded genomic DNA or RNA) or small molecules (e.g., nucleosides) can be identified and characterized without amplification or labeling, a unique analytical capability that makes inexpensive, rapid DNA sequencing a possibility. Further research and development to overcome current challenges to nanopore identification of each successive nucleotide in a DNA strand offers the prospect of ‘third generation’ instruments that will sequence a diploid mammalian genome for ~$1,000 in ~24 h.Molecular and Cellular BiologyPhysic

Emissions of Particulate Matter in the Netherlands and abroad

Concerns research on emission data used as input for atmospheric dispersion modelling in the framework of the RIVM project "Air Pollution and Health" and the Netherlands Environmental Outlook 4. The data collected apply to primary particulate matter, SO2, NOX and NH3 for Europe and the Netherlands for base and future years. Economic developments and abatement measures used to calculate future emission trends are explained. A first analysis has been made of the uncertainties involved in the estimates of particulate matter emissions. On the basis of these reported emission data we recommend focusing future emission research on: i) closer analysis of the uncertainties in present emission estimates, ii) the subsequent effect of uncertainties in emission estimates on dispersion modelling, and iii) increasing the insight into the quality of present emission data and probable missing sources of data. This can be achieved through measurements at emission sources and a stronger linking of emission inventories to air quality monitoring in general.Dit rapport documenteert emissiebestanden in het kader van het project Luchtverontreiniging en Gezondheid en de Vierde Milieuverkenning ten behoeve van verspreidingsberekeningen. Het betreft emissiebestanden voor basis- en toekomstjaren voor primair fijn stof en NH3, SO2 en NOx als precursors van secundair fijn stof, voor binnen- en buitenland. In het rapport worden de economische scenario's en maatregelen die ten grondslag liggen aan de berekeningen voor toekomstjaren toegelicht. Ook wordt een eerste analyse gemaakt van onzekerheden in zowel binnen- als buitenlandse emissiegegevens voor fijn stof. Geadviseerd wordt vervolgonderzoek te richten op i) nadere analyse van onzekerheden in huidige emissiebestanden , ii) doorwerking daarvan, en van de onzekerheden in modelparameters in het verspreidingsmodel, in de berekende fijn-stofconcentraties en iii) het vergroten van het inzicht in de kwaliteit van huidige emissieschattingen, en eventuele hiaten daarin, door metingen aan de bron en versterkte koppeling van emissieinventarisaties aan luchtkwaliteitsmetingen

Emissions of Particulate Matter in the Netherlands and abroad

Dit rapport documenteert emissiebestanden in het kader van het project Luchtverontreiniging en Gezondheid en de Vierde Milieuverkenning ten behoeve van verspreidingsberekeningen. Het betreft emissiebestanden voor basis- en toekomstjaren voor primair fijn stof en NH3, SO2 en NOx als precursors van secundair fijn stof, voor binnen- en buitenland. In het rapport worden de economische scenario's en maatregelen die ten grondslag liggen aan de berekeningen voor toekomstjaren toegelicht. Ook wordt een eerste analyse gemaakt van onzekerheden in zowel binnen- als buitenlandse emissiegegevens voor fijn stof. Geadviseerd wordt vervolgonderzoek te richten op i) nadere analyse van onzekerheden in huidige emissiebestanden , ii) doorwerking daarvan, en van de onzekerheden in modelparameters in het verspreidingsmodel, in de berekende fijn-stofconcentraties en iii) het vergroten van het inzicht in de kwaliteit van huidige emissieschattingen, en eventuele hiaten daarin, door metingen aan de bron en versterkte koppeling van emissieinventarisaties aan luchtkwaliteitsmetingen.Concerns research on emission data used as input for atmospheric dispersion modelling in the framework of the RIVM project "Air Pollution and Health" and the Netherlands Environmental Outlook 4. The data collected apply to primary particulate matter, SO2, NOX and NH3 for Europe and the Netherlands for base and future years. Economic developments and abatement measures used to calculate future emission trends are explained. A first analysis has been made of the uncertainties involved in the estimates of particulate matter emissions. On the basis of these reported emission data we recommend focusing future emission research on: i) closer analysis of the uncertainties in present emission estimates, ii) the subsequent effect of uncertainties in emission estimates on dispersion modelling, and iii) increasing the insight into the quality of present emission data and probable missing sources of data. This can be achieved through measurements at emission sources and a stronger linking of emission inventories to air quality monitoring in general.DGM/L

Potential effect on emissions of SO2, NOx, NMVOC, NH3 and PM10 and costs of envisaged policy options in the Netherlands

In december 2002 the Dutch Government has provided a report to the European Commission detailing the national programme for the reduction of sulphur dioxide (SO2), nitrogen oxides (NOx), volatile organic compounds (NMVOC) and ammonia (NH3) with the aim of complying with the national emission ceilings (NEC) by 2010 at the latest. Here, information on the projected emissions in 2010 was reported, along with adopted and envisaged policies to further reduce emissions, and quantified estimates of the effect of such policies and measures. Emission calculations for this report have been done by the Netherlands Environmental Assessment Agency (RIVM/MNP). Results of these calculations are documented here. Emission reductions are calculated for a package of 12 policy options envisaged by the Dutch Government; however social and political support for these envisaged measures was not considered. Such social and political support has however been taken aboard in the official government report to the commission. The RIVM/MNP analysis shows the technically feasible reduction potential of the assessed package of measures for SO2, NOx and NH3 as being apparently sufficient for meeting the national EU emission obligations in 2010. The emission ceiling for NMVOC will only just be reached with the envisaged measures. Additional NMVOC measures should be explored if Dutch government is to be sure of reaching the NMVOC ceiling in 2010.In december 2002 heeft de Nederlandse overheid de 'Rapportage emissieplafonds verzuring en grootschalige luchtverontreiniging 2002' gepubliceerd en conform de verplichtingen verstuurd naar de Europese Commissie. De Nederlandse overheid geeft in deze rapportage informatie over de verwachte emissies in 2010 uitgaande van het huidige geaccordeerde beleid. Daarnaast wordt verkend welke mogelijke extra maatregelen nog getroffen zouden kunnen worden. Voor deze rapportage heeft het Milieu- en Natuurplanbureau van het RIVM de emissieprognoses aangeleverd, alsmede zijn de gevolgen voor emissies becijferd van een pakket van twaalf voorgenomen beleidsopties. Het resultaat van deze berekeningen wordt in dit rapport beschreven. Deze berekeningen geven een inschatting van het technisch realiseerbaar potentieel in 2010 waaarbij dus geen rekening is gehouden met het maatschappelijk en politiek draagvlak voor voorgenomen maatregelen. De analyse toont aan dat Nederland met het voorgenomen maatregelpakket waarschijnlijk kan voldoen aan de EU-emissieplafonds voor de stoffen SO2, NOX en NH3. Het plafond voor NMVOS wordt maar net gerealiseerd met het voorziene pakket maatregelen. Om zeker te stellen dat Nederland aan het VOS-plafond kan voldoen zijn aanvullende maatregelen (bovenop de voorziene 12 maatregelen) nodig

Potential effect on emissions of SO2, NOx, NMVOC, NH3 and PM10 and costs of envisaged policy options in the Netherlands

Dit rapport bevat een doorrekening van opties, uitgevoerd in 2002 ten behoeve van de Nederlandse NEC-rapportage 2002In december 2002 heeft de Nederlandse overheid de 'Rapportage emissieplafonds verzuring en grootschalige luchtverontreiniging 2002' gepubliceerd en conform de verplichtingen verstuurd naar de Europese Commissie. De Nederlandse overheid geeft in deze rapportage informatie over de verwachte emissies in 2010 uitgaande van het huidige geaccordeerde beleid. Daarnaast wordt verkend welke mogelijke extra maatregelen nog getroffen zouden kunnen worden. Voor deze rapportage heeft het Milieu- en Natuurplanbureau van het RIVM de emissieprognoses aangeleverd, alsmede zijn de gevolgen voor emissies becijferd van een pakket van twaalf voorgenomen beleidsopties. Het resultaat van deze berekeningen wordt in dit rapport beschreven. Deze berekeningen geven een inschatting van het technisch realiseerbaar potentieel in 2010 waaarbij dus geen rekening is gehouden met het maatschappelijk en politiek draagvlak voor voorgenomen maatregelen. De analyse toont aan dat Nederland met het voorgenomen maatregelpakket waarschijnlijk kan voldoen aan de EU-emissieplafonds voor de stoffen SO2, NOX en NH3. Het plafond voor NMVOS wordt maar net gerealiseerd met het voorziene pakket maatregelen. Om zeker te stellen dat Nederland aan het VOS-plafond kan voldoen zijn aanvullende maatregelen (bovenop de voorziene 12 maatregelen) nodig.In december 2002 the Dutch Government has provided a report to the European Commission detailing the national programme for the reduction of sulphur dioxide (SO2), nitrogen oxides (NOx), volatile organic compounds (NMVOC) and ammonia (NH3) with the aim of complying with the national emission ceilings (NEC) by 2010 at the latest. Here, information on the projected emissions in 2010 was reported, along with adopted and envisaged policies to further reduce emissions, and quantified estimates of the effect of such policies and measures. Emission calculations for this report have been done by the Netherlands Environmental Assessment Agency (RIVM/MNP). Results of these calculations are documented here. Emission reductions are calculated for a package of 12 policy options envisaged by the Dutch Government; however social and political support for these envisaged measures was not considered. Such social and political support has however been taken aboard in the official government report to the commission. The RIVM/MNP analysis shows the technically feasible reduction potential of the assessed package of measures for SO2, NOx and NH3 as being apparently sufficient for meeting the national EU emission obligations in 2010. The emission ceiling for NMVOC will only just be reached with the envisaged measures. Additional NMVOC measures should be explored if Dutch government is to be sure of reaching the NMVOC ceiling in 2010.VRO