با ترکیب نانوذرهی طلا با یک گروه انحصاری از نوکلئیک اسیدها، محققان دانشگاه نورث وسترن موفق به ساخت نوع جدیدی از سیستم‌های گزارشگر درون‌سلولی شده‌اند که با یک جرقه نور، حضور و مقدار طیف وسیعی از مولکول‌های زیستی مهم را آشکار می‌کنند.
نانوچراغ ها
با ترکیب نانوذرهی طلا با یک گروه انحصاری از نوکلئیک اسیدها، محققان دانشگاه نورث وسترن موفق به ساخت نوع جدیدی از سیستم‌های گزارشگر درون‌سلولی شده‌اند که با یک فلاش نور، حضور و مقدار طیف وسیعی از مولکول‌های زیستی مهم را آشکار می‌کنند.
این ترکیب جدید که نانوچراغ نامیده میشوند، می‌تواند برای زیست‌شناسانی که در مورد سرطان تحقیق می‌کنند، یک روش با حساسیت بالا فراهم نماید تا با استفاده از آن فرایندهای بیوشیمیایی پیچیده هنگام وقوع درون سلول قابل رهگیری باشند.
دکتر میرکین و همکارانش با توسعهی سنجش و اندازه‌گیری در زمان وقوع، از این نانوچراغها برای اندازه‌گیری ATP ـ که یکی از منابع کلیدی انرژی در متابولیسم سلولی است ـ استفاده کردند.
در روش‌های رایج برای آنالیز ATP، لازم است که یک سلول، تخریب گردد و تنها میانگینی از مقدارATP مربوط به تعداد زیادی سلول به دست می‌آید.
در مرکز هر نانوچراغ، یک نانوذرهی طلا وجود دارد که با لایهی متراکمی از آپتامرهای نوکلنیک اسید(aptamer)) پوشانده شده‌است.
آپتامرها که در آزمایشگاه سنتز میشوند، مولکول‌هایی هستند که طراحی آنها مشابه آنتی‌بادی‌ها بوده‌است، به این صورت که بسیار محکم به مولکول مورد نظر متصل میشوند.
در این مورد، طراحی آپتامرها به نحوی بوده‌است که همان طور که به نانوذرات طلا می‌چسبند، قابلیت اتصال به مولکولATP را نیز دارند، آنها مجهز به مولکول گزارشگری هستند که می‌تواند سیگنال‌های نوری فلورسنت را از خود تولید نماید.
کلید توانایی منحصربه‌فرد علامت رسانی(سیگنالینگ) این نانوچراغها در این است که نانوذرات طلا با چسبیدن آپتامربه نانوذره، موجب خاموشی و ممانعت از نور دادن مولکول گزارشگر خواهند شد و هنگامی که ATP حضور داشته باشد، موجب می‌شود که آپتامر تغییر شکل پیدا کرده، از نانوذره جدا شود و اجازه دهد که مولکول گزارشگر، نور فلورسنت از خود صادر کند.
مقدار آپتامر آزادشده از نانوذره و همین طور تراکم سیگنال فلورسنت، ارتباط مستقیمی با مقدار ATP موجود در سلول دارد.
سلول‌هایی که در محیط کشت رشد کرده‌اند، سریعاً نانوذرات پوشش‌شده با آپتامر را جذب نموده و نور فلورسنت را از خود صادر می‌کنند. حال اگر سلول‌ها با ترکیبات دارویی شناخته‌شده‌ای تیمار شوند، برای سلول این امکان فراهم می‌شود که از ذخایر ATP خود بیشتر استفاده کند، که این امر میزان نور فلورسنت را به‌صورت وابسته به دُز افزایش می‌دهد.
به کمک روش‌های تثبیت‌شده برای توسعهی آپتامرها، به طوری که بتوانند به مولکول‌های زیستی ویژه‌ای متصل شوند، این احتمال وجود دارد که نانوچراغها به‌صورت ابزار نوین و متغییری در انواع متنوعی از فرایندهای درون سلولی استفاده شوند.
این پژوهش ـ که متن کامل آن در مقاله‌ای با عنوان“Aptamer nanoflares for molecular detection in living cells,” آورده شده ـ از سوی مرکز NCI Alliance for Nanotechnology in Cancer حمایت شده‌است.
