تحول در شناسایی ژن‌ها

به کمک فناوری نانو

این فناوری قادر است مقادیر بسیار کم RNA را شناسایی کند و اساساً با این روش حتی امکان شناسایی یک مولکول نیز ممکن شده است

محققان دانشگاه ایالتی «آریزونا» برای اولین‌بار ابزار تشخیص ژن که تماماً از نانوساختارهای خودسامان یافته ساخته شده است را ابداع کردند.

به گزارش ایسنا، نتایج این مطالعه می‌تواند کاربردهای گسترده‌ای در زمینه‌ی فناوری تراشه‌ی ژنی داشته باشد و باعث تحول در زمینه‌ی ارزیابی بیان ژن‌ها در سلول‌های منفرد خواهد شد.

فناوری میکروآرایه‌ها و تراشه‌ی DNA بازاری چند میلیارد دلاری دارند که به وسیله‌ی آن‌ها دانشمندان هزاران ژن را به‌طور هم‌زمان برای یافتن جهش‌ها و یا یافتن ابهام‌های بیماری‌ها استفاده می‌کنند. با این حال، به دلیل این‌که پروب‌های DNA به سطوح جامد میکروآرایه‌ها متصل می‌شوند جست‌وجو برای یافتن اهداف مورد نظر به کندی صورت می‌گیرد. به‌علاوه، کنترل فاصله‌ی میان پروب‌ها با دقتی در حد نانومتر مشکل می‌باشد.

در مطالعه‌ی حاضر، نانوآرایه‌های محلول درآب ساخته شدند که از فرآیند خودسامانی DNA استفاده می‌کنند. این روش دارای مزایایی است که آرایه‌های DNA میکروتراشه فاقد آن می‌باشند. در روش مذکور آرایه‌ها، خودشان، به‌جای تراشه‌های سطوح جامد عوامل واکنش دهنده می‌باشند.

برای ساخت پروب‌های RNA مبتنی بر DNA از ویژگی بنیادی جفت شدن بازها در DNA استفاده شد. با کنترل دقیق موقعیت و مکان بازها در DNA مصنوعی، محققان رشته‌ای منفرد از DNA به‌نام M13 به‌صورت برنامه‌ریزی شده ساختند و وارد نانوآجرها کردند که به‌عنوان پروب جهت شناسایی بیان ژن‌های هدف عمل کنند. این دانشمندان از نانوآرایه‌های DNA خودسامان‌یافته به‌عنوان پروب‌های آجری اسیدهای نوکلئیک که شبیه یک مهر پستی در اندازه‌های نانو است یاد کردند.

این افراد سه پروب آجری DNA برای شناسایی RNA سه ژن مختلف طراحی کردند که هرکدام دارای بارکد ویژه‌ای می‌باشند. اینگونه هر پروب را می‌توان به وسیله‌ی بارکد اختصاصی آن شناسایی کرد؛ از این رو، انواع پروب‌ها را می‌توان در یک محلول مخلوط کرده و برای شناسایی اهداف متعدد مورد استفاده قرار داد.

این افراد به کمک میکروسکوپ نیروی اتمی (AFM) از آجرهای مورد نظر در سطوح مولکولی نیز عکسبرداری انجام دادند. در سطح هر پروب آجری DNA، قطعه‌ای آویزان از جنس DNA وجود دارد که می‌تواند به RNA هدف متصل شود. با این اتصال، کانتیلور میکروسکوپ نیروی اتمی آن را شناسایی کرده و پدیده‌ی «اتصال» را نشان خواهد داد. این فناوری قادر است مقادیر بسیار کم RNA را شناسایی کند و اساساً با این روش حتی امکان شناسایی یک مولکول نیز ممکن شده است.