باز کردن زیپ DNA توسط نانوذرات طلا

گروهی از محققان آمریکایی دریافته‌اند که نانوذرات طلا با بار مثبت جزئی می‌توانند دو رشته DNA را از هم باز کنند. این یافته‌ها می‌تواند در تحقیقات ژن‌درمانی و حوزه جدید الکترونیک مبتنی بر DNA مورد استفاده قرار بگیرد.

محققان دانشگاه ایالتی کارولینای شمالی دریافته‌اند که نانوذرات طلا با
بار مثبت جزئی می‌توانند دو رشته DNA را از هم باز کنند. این یافته‌ها
می‌تواند در تحقیقات ژن‌درمانی و حوزه جدید الکترونیک مبتنی بر DNA مورد
استفاده قرار بگیرد.

دکتر آناتولی ملچکو استادیار علوم و مهندسی مواد
این دانشگاه می‌گوید: «ما این کار را با هدف توسعه روش‌‌های بسته‌بندی مواد
ژنتیکی برای ژن‌درمانی آغاز کردیم». ژن‌درمانی روشی برای درمان بیماری‌های
خاص با تغییر DNA سلول‌های مربوطه است.

این محققان نانوذرات طلا با قطر
تقریبی 5/1 نانومتر را به یک محلول حاوی DNA دورشته‌ای اضافه کردند. این
نانوذرات با مولکول‌های آلی به‌نام لیگاند پوشیده شده بودند. برخی از این
لیگاندها دارای بار مثبت، و برخی دیگر آبگریز بودند.

چون نانوذرات دارای
بار مثبت جزئی بوده و DNA نیز همواره دارای بار منفی است، این دو جزء درون
محلول به سمت یکدیگر کشیده شده و مجموعه‌های پیچیده‌ای را شکل دادند.

8885.jpg
خوشه‌ای شدن نانوذرات موجب باز شدن دو رشته DNA از هم می‌شود.

ملچکو می‌گوید: «ما دریافتیم که دو رشته‌ای DNA توسط نانوذرات طلا از
هم باز می‌شود». همانگونه که پیش‌بینی می‌شد، لیگاندهای دارای بار مثبت روی
نانوذرات به DNA متصل شدند، اما لیگاندهای آبگریز کنار یکدیگر تجمع نمودند.
این تجمع موجب خوشه‌ای شدن نانوذرات شده و این نانوذرات رشته‌های DNA را
کشیده و از هم جدا کردند. (مثل باز کردن زیپ).

دکتر یاروسلاوا یینگلینگ
استادیار علوم و مهندسی مواد و یکی دیگر از نویسندگان این مقاله می‌گوید:
«ما همچنان بر این باوریم که نانوذرات طلا می‌توانند در ژن‌درمانی مورد
استفاده قرار بگیرند. اما روشن است که ما باید لیگاندها،  بار و شیمی
این مواد را تنظیم کنیم تا مطمئن شویم یکپارچگی ساختاری DNA از هم
نمی‌پاشد».

این تحقیقات همچنین به حوزه الکترونیک مبتنی بر DNA نیز
مربوط است. محققان امیدوارند بتوانند از DNA به‌عنوان بستری برای ساخت
مدارات الکترونیکی استفاده کنند. یکی از کارهایی که در این عرصه انجام
می‌شود، نشاندن نانوذرات فلزی روی DNA است؛ این پژوهش جدید نشان می‌دهد که
باید توجه زیادی به ویژگی‌های این نانوذرات معطوف داشت، زیرا این خطر وجود
دارد که افزودن این نانوذرات انسجام ساختاری DNA را به‌هم بریزد.

جزئیات
این کار در مقاله با عنوان:

“Weakly Charged Cationic Nanoparticles Induce DNA Bending and Strand
Separation”
در مجله Advanced Materials منتشر شده است.