روشی جدید برای دستکاری تک‌مولکول‌ها به‌صورت توده‌ای

گروهی از دانشمندان آمریکایی روش توده‌ای جدیدی برای دستکاری مولکول‌های DNA و پروتئین‌ها و مطالعه برهمکنش‌های آنها هنگام اعمال نیرو توسعه داده‌اند.

گروهی از دانشمندان موسسه رولند در دانشگاه هاروارد یک روش توده‌ای موازی جدید برای دستکاری مولکول‌های DNA و پروتئین‌ها و مطالعه برهمکنش‌های آنها هنگام اعمال نیرو توسعه داده‌اند. آنگونه که این پژوهشگران ادعا می‌کنند، هزینه و سرعت این روش جدید که آن را «سانتریفیوژ تک‌مولکولی» نامیده‌اند، نسبت به روش‌های موجود بهبود قابل ملاحظه‌ای یافته است.

وزلی وانگ، یکی از محققان اصلی این پژوهش می‌گوید: «می‌توان با ترکیب یک میکروسکوپ و یک سانتریفیوژ، به‌طور همزمان به تعداد زیادی مولکول نیرو وارد کرده و در عین حال حرکات نانومقیاس تا میکرومقیاس آنها را مشاهده کرد».

فناوری‌هایی همچون انبرک‌های اُپتیکی و مغناطیسی و میکروسکوپ نیروی اتمی (AFM) امکان دستکاری مکانیکی مولکول‌های منفرد را ایجاد کرده و منجر به ایجاد درک جدیدی از سامانه‌های مختلف زیستی همچون رونویسی DNA و لخته شدن خون گردیده‌اند. با این حال ابزارهایی که برای اجرای این آزمایش‌ها به کار می‌روند، به طور معمول گران بوده و استفاده از آنها می‌تواند خسته‌کننده و پیچیده باشد؛ همین امر کاربرد آنها را در بین دانشمندان محدود کرده است.

محققان دانشگاه هاروارد این مشکلات را از طریق توسعه ابزاری به نام میکروسکوپ نیروی سانتریفیوژ (CFM) که از نیروی گریز از مرکز برای دستکاری مولکول‌ها بهره می‌برد، حل نموده‌اند. توسعه این دستگاه شامل کوچک سازی یک میکروسکوپ نوری و چرخاندن سالم آن با سرعت‌های بالا به‌نحوی است که دقت و کنترل میکروسکوپ حفظ شود.

در این آزمایش‌ها هزاران ذره میکرومقیاس به سطح آورده شده و حرکات آنها در حین چرخش نمونه و ایجاد نیروی گریز از مرکز مشاهده می‌شود. کن هالوورسان یکی دیگر از محققان این کار می‌گوید: «این روش جدید واقعاً ما را هیجان‌زده کرده است. بعد از انجام سال‌ها آزمایش خسته‌کننده تک‌مولکولی، فکر کردیم شاید روش بهتری وجود داشته باشد. حال به جای اجرای هزاران آزمایش، می‌توانیم تمام این آزمایش‌ها را در یک مرحله انجام دهیم».

این دانشمندان انتظار دارند ارزانی و سادگی این روش جدید محققانی را که از ترس پیچیدگی و هزینه بالای روش‌های دیگر در این حوزه کار نمی‌کردند، به خود جذب کند. این امر موجب اکتشافات جدیدی در حوزه سلامت و تحقیقات بنیادی خواهد شد.