|
نانوذرات طلادر پزشکی مدرن مورد استفاده قرار میگیرند. آنها بهصورت سیستمهای
مینیاتوری حمل دارو برای کنترل لختهی خونی و بهعنوان اجزای اصلی یک وسیله
برای سوزاندن و از بین بردن تومورهای بدخیم استفاده میشوند.
تنها ویژگی این ذرات برای کاربردهای مربوط به فناوری نانو، چسبندگی آنهاست.
طراحی نانوذرات طلا میتواند بهگونهای باشد که مولکولهای زیستی را جذب کنند؛
در حالی که ناخواسته به دیگر ذرات نچسبند؛ چرا که این امر اغلب سبب میشود که
آنها در انجام وظیفهی خود ناکارامد شوند.
محققان MIT به روشی دست یافتهاند تا این ضعف را به یک مزیت تبدیل نماید. در
مقالهی (بهبود ترجمه برون تنی با استفاده از زوج نانوذره طلا-دی ان ای) که
اخیراً در ACS Nano منتشر شده، بیان شده که محققان توانستند از مزیت چسبندگی
نانوذرات طلا برای دو برابر کردن میزان پروتئین تولیدی طی ترجمه در محیط
آزمایشگاه بهره گیرند- ابزاری مهم که زیستشناسان از آن در تولید مطمئن حجم
زیادی از پروتئین برای مطالعهی خارج از یک سلول زنده استفاده میکنند.
طی ترجمه، گروههایی از مولکولهای زیستی گرد هم میآیند تا پروتئینها را از
قالبهای مولکولی به نام mRNA تولید کنند. در محیط آزمایشگاه، ترجمه این اجزای
زیستی در لولهی آزمایش انجام میگیرد؛ (در حالی که داخل بدن این اتفاق در داخل
سلول زنده رخ میدهد) و یک mRNA ساخت بشر به لولهی آزمایش اضافه میشود تا یک
پروتئین موردنظر ساخته شود. اما ایراد ترجمه در محیط آزمایشگاه این است که
کارایی این روش کافی نیست. به گفتهی محققان، ممکن است حجم زیادی از پروتئین را
یک روز داشته باشید و برای دو روز بعد هیچ پروتئینی نداشته باشید.
این محققان با استفاده یک بودجهی تحقیقاتی در مؤسسهی تصویربرداری بیومدیکال و
مهندسی زیستی، توانستند سیستمی را طراحی کنند که از ترجمه جلوگیری میکند. این
فرایند را بازدارندگی از ترجمه مینامند که میتواند تولید پروتئینهای مخرب را
متوقف یا به محقق همزمان با از بین رفتن پروتئین، برای تعیین عملکرد آن
بهوسیلهی مشاهدهی رفتار سلول کمک کند. برای انجام این کار، آنها DNA را به
نانوذرات طلا متصل کرد و متوجه شد که با این کار تراکم نانوذره- DNA مانع از
ترجمه میشود.
آنها از اینکه طبق انتظارشان، نانوذره- DNA منجر به کاهش تولید پروتئین نشد،
ناامید گردیدند.
این امر روشن میکند که نانوذرات طلای چسبناک زیست مولکولهای مورد نیاز برای
ترجمه را نزدیک هم نگه میدارد تا به سرعت فرایند ترجمه کمک کند. علاوهبراین،
بخش DNA ترکیب نانوذره- DNA بهگونهای طراحی می شود تا با یک مولکول mRNA خاص
پیوند برقرار کند وبهصورت یک پروتئین خاص ترجمه شود. این پیوند باید آن قدر
محکم باشد تا mRNA را برای ترجمه در جای خود نگه دارد و در عین حال باید آنقدر
ناپایدار باشد که به محض پایان کار، mRNA بتواند به مولکولهای دیگری که برای
فرایند لازم هستند، متصل شود. مولکول DNA طراحیشده دارای همتای mRNA است؛ زیرا
در محلول بسیاری از مولکولها میتواند بدون مجزا شدن افزایش داده شود.
علاوه بر افزایش ترجمه در محیط آزمایشگاه، ترکیبهای نانوذره DNA- کاربردهای
دیگری نیز دارند. طبق نظر یکی از محققان آنها میتوانند با نانولولههای کربنی
ترکیب شوند. آنها میتوانند در گوشههای سیستمهای حمل و نقلی که داروها را به
درون یا بین سلولها حمل میکنند، قرار گیرند. این چسبندگی نانوذره- DNA، ممکن
است سرعت و دقت سیستم دارو رسانی را افزایش دهد.
اگر آنها مطمئن هستند که این کشف سبب خواهد شد که ترجمه در محیط آزمایشگاه
مؤثرتر و قابل اعتمادتر انجام شود؛ اما هنوز آنها این کار را ثابت نکردهاند
ولی امیدواراند تا با کمک سیستم خود سبب تولید بیشتر پروتئین در محیط آزمایشگاه
شده، ببیند که آیا این سیستم میتواند سبب افزایش ترجمه در درون سلول زنده هم
شود یا نه؟ برای کمک به دستیابی به این اهداف، آنها باید به آزمایشهایی برای
تعیین اینکه چه مولکولهایی در این فرایند مشارکت دارند و تعامل آنها چگونه
است، بپردازند.
|
