تشخیص سریع انواع RNA به کمک نانوسنسورها

دانشمندان آلمانی و فنلاندی تکنیکی طراحی کردند که در آن نشانگری متشکل از نانومیله‌های طلایی و DNA با ساختار اُریگامی به RNA هدف متصل می‌شوند؛ سپس تغییرات کایرالیته حاصل از اتصال نشانگر به توالی هدف را با اسپکتروسکوپی Circular Dichroism یا CD اندازه‌گیری می‌کنند. مجله Angewandte Chemie این تکنیک را سریع، دقیق و روشی بر پایه تشخیص بصری توصیف می‌کند.

تشخیص عامل بیماری، معمولاً ویروس‌ها در بیماران از بزرگ‌ترین چالش‌های نظام درمانی است. ویروس‌های عامل تب زیکا، ایدز و هپاتیت C دارای توالی RNA هستند که به سرعت جهش می‌یابند. تکنیک‌هایی که امروزه استفاده می‌شوند بر پایه تکثیر RNA بوده که وقت‌گیر و هزینه‌بر است. تیمی از دانشگاه LMU مونیخ، بر پایه nanoplasmonic‌ها، DNA اریگامی و بازخوانی بصری، استراتژی‌ برای تشخیص سریع طراحی کردند.

نشانگر ساخته شده در این تحقیق متشکل از یک دستگاه نانویی از جنس DNA و نانومیله‌های طلا می‌باشد که با تکنیک DNA اریگامی روی هم سوار شدند. با DNA اریگامی می‌توان پیوند بین باز‌های DNA را مهار کرد سپس تک‌رشته ایجاد شده را خم کرده و به شکل مورد نیاز به یکدیگر متصل کرد. محققین دو مارپیچ DNA موازی که با یک لولا در وسط به هم متصل شده بوند، طراحی کردند. نانومیله‌های طلایی هم بالای هر یک از بازو‌ها قرار گرفت. هر بازو دارای یک عملکرد در انتهای خود است. یک تک‌رشتهDNA به توالی مکمل‌اش در بازو مسدود کننده دیگری متصل می‌شود و در بازو مقابل نیز شاهد تکرار این فرایند هستیم. در حضور RNA هدف، می‌تواند یک توالی RNA ویروسی باشد، رشته مسدود‌کننده از DNA جدا شده و به RNA متصل می‌شود. دو تک‌رشته DNA حاصل از این برهم‌کنش، به یکدیگر به صورت ضربدری متصل می‌شوند. دو‌رشته تشکیل شده در این ساختار باعث کنار هم کشیده شدن بازو ها می‌شود. این تغییر ساختار باعث ایجاد تغییر کایرالیتی نشانگر می‌شود.

تغییر ساختار ایجاد شده، با اتصال به RNA هدف، القای یک سیگنال circular dichroism می‌کند که با CD اسپکترومتر قابل تشخیص است. دانشمندان امید دارند که این تکنیک را روی سیستم‌های Lab-on-a-chip قرار‌دهند تا مراحل کم‌تری برای آماده سازی نمونه نیاز باشد و دستگاه‌های کوچک و کم‌هزینه می‌تواند به نتایج دقیق‌تری بیانجامد. نتایج مقدماتی بر روی سرم خونی آلوده به RNA ویروسی امید‌بخش بوده ‌است.

حدود تشخیصی هنوز به اندازه کافی مناسب برای مشاهدات بالینی پایین نیست. محقیقن معتقدند که می‌توانند در این زمینه بهبود‌هایی حاصل شود؛ به عنوان مثال محافظت از نانوسنسور‌ها در مقابل پروتئین‌های سرم، تغییری برای ارتقای فلزات با خاصیت نشر Plasmonic یا افزایش توالی تشخیص RNA. این تکنیک تشخیصی الزاماً ابزاری محدود به RNA ویروسی نخواهد بود.

✅ لینک خبر