پژوهشگران ژاپنی از نانوذرات طلا برای ساخت نوعی پیمایشگر مولکولی استفاده کردند تا بتوانند سیگنال‌دهی بین سلول‌ها را مورد مطالعه قرار دهند.
استفاده از نانوذرات طلا برای بررسی مخابرات بین سلولی
محققان از نانوذرات طلای چند ظرفیتی برای ایجاد کاوشگر مولکولی کارآمد استفاده می‌کنند. سلول‌ها دارای سامانه مخابراتی درونی بوده و پیام‌هایی را برای یکدیگر ارسال می‌کنند که باعث ادامه فعالیت آن‌ها می‌شود. با سیگنال‌دهی واضح، سلول‌ها به اهداف خود می‌رسند. با این حال، در برخی بیماری‌ها، سیگنال‌ها دچار مشکل شده و پیام‌های اشتباه ارسال شده و پیامدهای ناخواسته‌ای را در پی‌دارند. دانشمندان برای تجزیه و تحلیل این سیگنال‌ها و چگونگی عملکرد آن‌ها در سلامتی، پروتئین‌ها را با برچسب‌هایی، برچسب‌گذاری می‌کنند. ترکیباتی که می‌توانند در برهم‌کنش پروتئین‌ها با دنیای مولکولی اطراف آن‌ها اطلاعات مهمی به دانشمندان ارائه دهند.
چالش این است که در ابتدا مشخص شود کدام پروتئین‌ها باید برچسب‌گذاری شوند. در حال حاضر، تیمی به رهبری محققان دانشگاه کشاورزی و فناوری توکیو (TUAT) رویکرد جدیدی برای شناسایی و برچسب‌گذاری پروتئین‌های خاص ایجاد کرده‌اند. آن‌ها نتایج خود را در Angewandte Chemie منتشر کردند.
کائوری ساکورایی، نویسنده این مقاله و دانشیار گروه بیوتکنولوژی در TUAT، می‌گوید: «ما به کشف گیرند‌های پروتئینی برخی از مولکول‌های کربوهیدرات که در واسطه سیگنالینگ سلولی، به ویژه در سلول‌های سرطانی نقش دارند، علاقمند هستیم.»
مولکول‌های کربوهیدرات که لیگاند نامیده می‌شوند، به‌طور معمول در سطح سلول‌ها بیان می‌شوند و به‌طور پویا مجتمع‌هایی با گیرنده‌های پروتئین برای هماهنگی عملکردهای پیچیده سلولی تشکیل می‌دهند. با این حال، ساکورایی می‌گوید پروتئین‌های مسئول اتصال کربوهیدرات‌ها به سختی قابل تشخیص هستند زیرا بسیار ضعیف با مولکول‌ها پیوند می‌خورند.
محققان نوع جدیدی از کاوشگر کربوهیدراتی را طراحی کردند که نه تنها به مولکول‌ها پیوند می‌خورد، بلکه محکم به آن‌ها متصل می‌شود.
ساکورایی گفت: «ما از نانوذرات طلا به‌عنوان داربستی برای اتصال لیگاندهای کربوهیدرات و الکتروفیل‌ها به‌صورت چند ظرفیتی استفاده کردیم. به این ترتیب، ما توانستیم میزان اتصال و بازده واکنش را نسبت به پروتئین‌های متصل کننده کربوهیدرات به میزان زیادی افزایش دهیم.»
محققان کاوشگرهای طراحی شده را روی لیزات سلولی، مایعی که درون سلول‌های جدا شده از هم قرار دارد، به کار بردند.
ساکورایی می‌گوید: «پیمایشگرها به سرعت پروتئین‌های متصل کننده کربوهیدرات را پیدا کردند و گروه‌های الکتروفیلی را وادار به واکنش با بقایای اسیدهای آمینه اهداکننده الکترون روی پروتئین‌های مجاور کرد. این امر منجر به اتصال محکم پروتئین‌ها به سطح نانوذرات طلا شد و تجزیه و تحلیل هویت آن‌ها را تسهیل کرد.»
این گروه چندین گروه الکتروفیلی را برای شناسایی کارآمدترین نوع برای برچسب زدن پروتئین‌های هدف مورد ارزیابی قرار دادند.
