Naukowcom z Arizona State University’s Biodesign Institute (USA) udało się opracować pierwsze na świecie urządzenie do wykrywania zmian genetycznych zbudowane jedynie ze złożonych w jedną całość pojedynczych nanocząsteczek DNA. Urządzenie może zrewolucjonizować sposób analizy ekspresji genów i technologię czipów genowych. Praca została opublikowana na łamach “Science“.
Badacze wykorzystali DNA jako molekularne cegły do zbudowania nanodetektora. Strukturalna nanotechnologia DNA to wyłaniająca się nowa dyscyplina z połączenia nanotechnologii i biotechnologii, której celem jest wykorzystanie struktur molekularnych komórek do zbudowania funkcjonalnych nanourządzeń stosowanych np. w (bio)nanoelektronice.
Mikroczipy i mikromacierze DNA to przemysł o wartości miliardów dolarów. Stosowane są one do badań i diagnostyki wielu tysięcy genów i mutacji jednocześnie i ich związku z podatnością na różne choroby. Wraz z postępem genomiki, rynek ten rozwija się coraz bardziej z każdym rokiem i dotyczy już nie tylko samych badań naukowych, ale również zastosowań w biomedycynie.
Stosowanie tysięcy próbek DNA przyczepionych do twardego podłoża nanoczipu powodują, że rozpoznawanie docelowej sekwencji (hybrydyzacja) jest dosyć powolnym procesem. W przeciwieństwie do tego badacze wykorzystali roztwór wodny, w którym samoorganizacja (hybrydyzacja) DNA zachodzi łatwiej niż na silikonowym czipie. Co więcej, same macierze są reagentami w roztworze i nie muszą być unieruchomione.
źródło: EurekAlert!
Zamiast unieruchomionych fragmentów DNA jako matryca nanoczipu posłużył odpowiednio zaprogramowany dwuniciowy DNA z faga M13, który zawierał sekwencje komplementarne do RNA docelowego genu, który miał być wykryty. Dzięki mikroskopii sił atomowych (AFM - ang. atomic force microscopy) można obserwować na poziomie molekularnym hybdrydyzację. Ponieważ powinowactwo RNA do DNA jest stosunkowo mocne, teoretycznie nową nanomacierz można wykorzystać do detekcji nawet pojedynczych łańcuchów RNA.
hlbiotech
źródło: EurekAlert!
———————————
Oryginalna publikacja: Yonggang Ke et al., “Self-Assembled Water-Soluble Nucleic Acid Probe Tiles for Label-Free RNA Hybridization Assays”, Science 11 January 2008, Vol. 319. no. 5860, pp. 180 - 183, DOI: 10.1126/science.1150082
