پژوهشگران ولت‌متری نانویی با استفاده از DNA ساختند که می‌تواند جریان‌های الکتریکی داخل سلولی را اندازه‌گیری کند.
ولتمتر نانویی برای اندازه‌گیری جریان‌های درون سلولی
الکتریسیته یکی از عناصر مهم در بدن موجودات زنده است. اختلاف ولتاژ در سیستم‌های زیستی اهمیت بالایی دارد. این تفاوت ولتاژ موجب ضربان قلب شده و به سلول‌های عصبی اجازه می‌دهد تا با یکدیگر ارتباط برقرار کنند. اما برای دهه‌ها اندازه‌گیری اختلاف ولتاژ بین اندامک‌ها، ساختارهای محاط شده میان غشاء درون سلول، و بقیه سلول امکان‌پذیر نبود.
به تازگی محققان دانشگاه شیکاگو فناوری جدیدی ارائه کرده‌اند که به محققان اجازه می‌دهد تا به ارزیابی سلول‌ها بپردازند و دریابندکه چه اندامک‌هایی از ولتاژ برای انجام عملکردها استفاده می‌کنند.
آناند سامیناتان از محققان این پروژه و نویسنده مقاله مربوط به این تحقیق در نشریه Nature Nanotechnology می‌گوید: «دانشمندان مدت‌ها متوجه شده بودند که رنگ‌های دارای بار الکتریکی که برای رنگ‌آمیزی سلول‌ها استفاده می‌شوند به میتوکندری می‌چسبند. اما تلاش بسیار کمی برای بررسی پتانسیل غشای سایر اندامک‌های موجود در سلول‌های زنده انجام شده‌است.»
آزمایشگاه کریشنان در دانشگاه شیکاگو در ساخت حسگرهای کوچک برای حرکت در داخل سلول‌ها و گزارش از آنچه که در این سلول‌ها اتفاق می‌افتد، تخصص دارد، به طوری که محققان می‌توانند چگونگی کار سلول‌ها و زوال آن‌ها در بیماری‌ها یا اختلالات را درک کنند. پیش از این، آن‌ها چنین دستگاه‌هایی را برای مطالعه سلول‌های عصبی و لیزوزوم‌ها ساخته بودند.
با استفاده از این روش، در این پروژه محققان تصمیم گرفتند فعالیت‌های الکتریکی اندامک‌های داخل سلول‌های زنده را بررسی کنند.
در غشای نورون‌ها، پروتئین‌هایی به نام کانال‌های یونی وجود دارد که به‌عنوان دروازه ورود و خروج یون‌های باردار به سلول عمل می‌کنند. این کانال‌ها برای برقراری ارتباط نورون‌ها ضروری است. تحقیقات قبلی نشان داده بود که اندامک‌ها کانال‌های یونی مشابهی دارند اما پژوهشگران مطمئن نبودند که آن‌ها چه نقشی ایفا می‌کنند.
ابزار جدید محققان به نام Voltair امکان بررسی بیشتر این سلول‌ها را فراهم می‌کند. این ابزار به‌عنوان یک ولتمتر اندازه‌گیری اختلاف ولتاژ دو منطقه مختلف در داخل سلول را انجام می‌دهد. این ولتمتر از DNA ساخته شده است، به این معنی که می‌تواند به‌طور مستقیم وارد سلول شود و به ساختارهای عمیق‌تری دسترسی پیدا کند.
در تحقیقات اولیه، محققان به دنبال پتانسیل‌های غشایی یعنی اختلاف ولتاژ میان داخل و خارج اندامک بودند. آن‌ها شواهدی را برای چنین پتانسیل‌هایی در چندین اندامک مانند شبکه‌های ترانس گلژی و اندوزوم‌های بازیافت‌کننده یافتند که قبلا تصور می‌شد به هیچ وجه پتانسیل غشایی ندارند.
یامونا کریشنان، متخصص دستگاه‌های مولکولی مبتنی بر اسید نوکلئیک از دانشگاه شیکاگو می‌گوید: «من فکر می‌کنم که پتانسیل غشایی در اندامک‌ها می‌تواند نقش مهمتری داشته باشد، شاید این پتانسیل به ارتباط بین اندامک‌ها کمک کند.»
این دستگاه مسیرهایی را برای محققان در بسیاری از زمینه‌ها فراهم می‌کند تا به سوالاتی پاسخ دهند که هرگز پاسخی برای آن نداشته‌اند.
