یک گروه پژوهشی در Penn State روش جدیدی را
طراحی کرده‌اند که با استفاده از آن می‌توان از طریق اتصال مولکولهای
کوچکی چون میانجی‌های عصبی، به سطوح نانوذرات، مولکولهای زیستی بزرگ را به
دام انداخت.
با تغییر ماهیت و فاصله موجود میان مولکولهای متصل‌شده به سطح، محققان
خواهند توانست از این روش برای به دام انداختن انواع مختلفی از مولکول‌هایی
چون داروها، عوامل جنگ شیمیایی و آلوده‌کننده‌های محیطی استفاده نمایند.
هدف نهایی آنان از این کار شناسایی مولکولهای زیستی قابل ساخت در
آزمایشگاه است که به‌عنوان حسگری زیستی کوچکی در شناسایی میانجی‌های عصبی و
مطالعه ارتباطات میان نورون‌ها به کار رود.
در مغز واکنش میان ۱۲ میانجی عصبی مختلف با هزاران پروتئین بزرگ گیرنده به‌عنوان
بخشی از فرایند برقراری ارتباط میان نورون‌ها صورت می‌گیرد. شناخت ماهیت
این تداخلات میان میانجی‌های عصبی و پروتئین‌های بزرگ گیرنده آنها، موجب
افزایش آگاهی ما نسبت به چگونگی کارکرد مغز در بدن می‌گردد، همچنین چگونگی
برقراری این تداخلات ویژه شدیداً به نوع قرارگیری مولکول‌ها در ابعادی با
دقت نانومتر بستگی دارد.
فرایند تشکیل این سطوح جاذب مولکولهای زیستی، با تشکیل یک لایه مولکولی
ضخیم بر روی یک سطح به‌صورت خود به خودی آغاز می‌گردد. مولکولهای سازنده
این لایه در انتهای خود واحدهای الیگواتیلن گلیکولی دارند که رو به‌سمت
بیرون لایه قرار می‌گیرد و از اتصال پروتئین‌ها و سایر مولکولهای زیستی
بزرگ به سطح لایه، جلوگیری می‌نماید و پس از آن مولکول‌هایی را که خواهان
اتصال به سطح این لایه هستند را داخل شکاف‌هایی قرار می‌دهند که معمولاً
درون لایه ایجاد می‌شود.
در انتها، یک مولکول کوچک را ـ‌که در این پژوهش سروتونین است‌ـ از راه
شیمیایی به مولکولهای قبلی متصل می‌نمایند. شکاف‌های موجود در لایه نخستین
مولکولی نامنظم است، ولی در فواصلی کنترل‌شده‌ای روی می‌دهد، همین دلیل
باعث می‌شود که مولکولهای سروتونین متصل به مولکولهای موجود در این شکاف‌ها،
به هم نچسبند؛ بنابراین به‌راحتی از سوی پروتئین‌های گیرنده‌شان شناسایی می‌شوند.
در این روش در حقیقت مولکولهای کوچک میانجی عصبی به دام می‌افتادند و
همانند یک قلاب ماهی‌گیری، با قرار دادن این سطوح در محلولی حاوی پروتئین‌های
بسیار گوناگون، موجب به دام افتادن پروتئین‌های گیرنده‌شان می‌گردند که
تمایل زیادی برای اتصال به آنها دارند. این پروتئین‌های گیرنده به دام
افتاده را می توان در محل شناسایی کرد و یا برای شناخت ویژگی‌هایشان از محل
خارج نمود.
بر اساس این ویژگی جذب ذاتاً انتخابی است که می‌توان مولکولهای زیستی را
بر اساس عملکردشان از انبوه انواع مختلف مولکول‌ها تشخیص داد؛ اما از سوی
دیگر ایجاد این پیوند انتخابی میان مولکولهای میانجی عصبی و گیرنده،
نیازمند این است که میانجی‌های عصبی به دام افتاده در فاصله مناسبی از هم
قرار گرفته باشند. این فاصله مناسب با فراهم آوردن امکان تشخیص گروه‌های
عاملی مولکولهای کوچک به‌وسیله مولکولهای بزرگ، از ایجاد پیوندهای غیر
اختصاصی میان این مولکول‌ها و سطح جاذب جلوگیری می‌نماید.
به‌دلیل برخورداری از این ویژگی انتخابی، این تکنیک در زمینه ی سیستم های
بیولوژیک از جمله شناسایی گیرنده های کشف نشده ی میانجی های عصبی، می تواند
مفید باشد.
قرار است مقاله‌ای در زمینه این کار تحقیقی در ژانویه سال ۲۰۰۸ میلادی و در
مجله Advanced Materials چاپ گردد.
|
