خواندن، نوشتن و پاک کردن نانولیتوگرافی

بیوشیمی‌دان‌های آلمانی موفق به گسترش یک روش مفید برای ساخت سریع و کارامد ‏نانوآرایه‌های پروتئینی شدند. این محققان توانستند با استفاده از یک میکروسکوپ نیروی اتمی (‏AFM‏) در مد ‏نوسانی خاص، روش‌‌های نانولیتوگرافی را برای آرایش کمپلکس‌های پروتئینی تحت ‏شرایط فیزیولوژی، به کار بگیرند. این روش حتی به پروتئین‌های شکننده نیز اجازه آرایش ‏در مقیاس نانو را می‌دهد، چیزی که تاکنون غیرممکن بوده‌است. ‏

توسعه روش‌هایی برای مطالعه برهم‌کنش‌های
بین پروتئین‌ها و شبکه‌های پویای پروتئینی، در صف اول ‏تحقیقات زیست‌شناسی
قرار دارد، به همین خاطر آرایه‌های پروتئینی الگو داده‌شده از اهمیت زیادی
‏برخوردارند. پیش از این محققان توانسته بودند با استفاده از میکروسکوپ
نیروی اتمی پروتئین‌های پایدار را ‏با دقت زیرمیکرون الگودهی کنند. تینازلی
و همکارانش از مؤسسه ماکس پلانک توانستند این روش را با توسعه یک روش، ‏نانولیتوگرافی
پروتئینی ملی، برای آرایش پروتئین‌ها تا مقیاس‌۵۰ نانومتر، به اندازه یک
گام پیش برند. این ‏روش اجازه مطالعه بهتر برهم‌کنش‌های پروتئین- پروتئین
را به ما می‌دهد و می‌تواند به توسعه تراشه‌های ‏پروتئینی با دقت یک مولکول
کمک کند. ‏
این محققان با استفاده از یک ‏AFM‏ در یک وضعیت انرژی خاص، مد نوسانی تماسی
توانستند ‏پروتئین‌های تثبیت‌شده را از یک سطح جدا کرده، آنها را با
پروتئین‌های دیگر جایگزین نمایند. این محققان با استفاده از ‏این روش جدید
قادر شدند بدون اینکه فرایند نانولیتوگرافی به سطح تراشه پروتئینی اثری
وارد ‏سازد، پروتئین‌ها را به آرامی جابه‌جا نمایند. این به معنای آن است
که خواص پیوندی که برای تثبیت‌سازی ‏خاص این مولکول‌های زیستی لازم و در
ساخت آرایه‌ها ضروری هستند، دست‌نخورده باقی می‌مانند. ‏
این روش بسیار ساده است و تحت شرایط فیزیولوژی – یک محلول آبی با ‏pH‏ صحیح
که شامل ‏یون‌های مناسب است- کار می‌کند. این شرایط از دگرگون شدن پروتئین‌ها
جلوگیری می‌کند و برای حفظ ‏فعالیت زیست‌شناختی آنها حیاتی است. روش مذکور
بسیار سریع انجام می‌شود یا به‌طوری که با یک ‏AFM‏ ‏استاندارد می‌توان در
عرض چند دقیقه یک جفت آرایه تولید کرد. ‏
آرایه‌های پروتئینی، البته نه همه آنها، قابل نوشتن نیز هستند. تینازلی
توضیح داد: «این نانوآرایه‌ها مثل ‏فرمت کردن حافظه سخت‌رایانه و یا رایت
کردن یک ‏CD-ROM‏ می‌توانند پاک شده، به وضعیت اولیه ‏خود بازگردند. همچنین
ساخت آرایش‌های پیچیده‌تر پروتئینی که شامل گونه‌های متنوع و عملکرهای
زیستی ‏گوناگون در سطح مشترک‌شان باشند، امکان‌پذیر است». ‏
این گروه در فکر افزایش پیچیدگی آرایه‌های پروتئینی و کاهش هر چه بیشتر
اندازه آنهاست. همچنین ‏آنها علاقه‌مند به ساخت مراکز نانوکاتالیزوری با
فعالیت زیست‌شناختی و نیز خطوط آرایش مولکولی هستند ‏تا کاربردهای نانو و
فناوری‌زیستی را گسترش دهند. ‏
تینازلی گفت: «تعقیب سنتز موجودات زیست‌شناختی در ابعاد یک مولکول منفرد
باعث بالا رفتن دانش ‏ما در زیست‌شناسی می‌شود. هدف ما نانوساخت خطوط آرایش
پروتئینی زیست- فعال در ابعاد یک ‏مولکول منفرد، است». ‏
این محققان نتایج کار خود را در مجله ‏Nature Nanotechnology‏ منتشر
کرده‌اند. ‏