Comunicat de presa

Utilizarea cristale minuscule de semiconductori, sonde biologice si un laser, Johns Hopkins University inginerii au dezvoltat o noua metoda de a gasi secvente specifice ale ADN-ului, facandu-le sa se aprinda sub un microscop. Cercetatorii, care spun ca tehnica va avea utilizari importante in cercetarea medicala, a demonstrat potentialul sau, in laboratorul lor, prin detectarea unui esantion de ADN care contine o mutatie legat de cancer ovarian.

Echipa Johns Hopkins a descris nanosensor ADN nou intr-o lucrare publicata in noiembrie 2005 emisiunea de revista Nature Materials.

Jeff TZA-Huei Wang este un profesor asistent in cadrul Departamentului de Inginerie Mecanica si Whitaker Biomedicale Institutul de Inginerie de la Johns Hopkins. Fotografie de Will Kirk

"Metodele conventionale de a gasi si identificarea probelor de ADN sunt greoaie si consumatoare de timp", a declarat Jeff TZA-Huei Wang, autorul principal al hartiei si supervizor al echipei de cercetare. "Aceasta noua tehnica este ultrasensitive, rapida si relativ simple Acesta poate fi folosit pentru a cauta o anumita parte a unei secvente ADN-ului, precum si pentru defecte genetice si mutatii.."

Tehnica presupune un amestec neobisnuit de componente organice si anorganice. "Suntem primii pentru a demonstra utilizarea de puncte cuantice ca un senzor ADN-ului", a declarat Wang.

Quantum puncte sunt cristalele de material semiconductor, ale caror dimensiuni sunt numai in intervalul de o nanometri cateva peste. (Un nanometru este o miliardime de metru.) Ele sunt utilizate in mod traditional in circuitele electronice. In ultimii ani, cu toate acestea, oamenii de stiinta au inceput sa exploreze utilizarea lor in proiecte biologice.

Wang, un profesor asistent in cadrul Departamentului de Inginerie Mecanica si Institutul de Inginerie biomedicala Whitaker de la Johns Hopkins, a condus echipa sa in exploatarea o proprietate importanta de puncte cuantice: Ei pot transfera cu usurinta de energie. Atunci cand un laser straluceste pe un punct cuantic, se poate trece de energie pe o molecula din apropiere, care, la randul sau, emite o lumina fluorescenta care este vizibila sub un microscop.

Dar puncte cuantice singure nu pot gasi si identifica ADN-ului. Pentru ca, Johns Hopkins echipa de folosit doua sonde biologice din ADN sintetic. Fiecare dintre aceste probe este o completare la secventa de ADN cercetatorii sunt in cautare de. Prin urmare, sondele caute si se leaga de ADN tinta.

Sonde ADN-ul de captare componente tinta a ADN-ului, apoi stick la un punct cuantic, care este un cristal mic de material semiconductor. Atunci cand un laser straluceste pe dot cuantic, se transfera energie pentru sondele ADN-ului, care aprinde printr-un proces numit fluorescenta rezonanta de transfer de energie sau FRET.

Fiecare sonda ADN-ul are, de asemenea, un important partener. Atasat la unul este o molecula Cy5 care straluceste atunci cand primeste energie. Atasat la sonda a doua este o molecula numita biotina. Biotina se lipeste de inca un alt molecula numita streptavidin, care acopera suprafata dot cuantic.

Pentru a crea nanosensor lor, cercetatorii au amestecat doua sonde ADN-ul, plus un punct cuantic, intr-un vas de laborator care contin ADN-ului care au fost incercarea de a detecta. Apoi, natura a luat cursul ei. In primul rand, cele doua sonde ADN-ului legate de pana la componenta ADN-ului tinta, tinandu-l intr-o imbratisare sandwich-ca. Apoi, biotina pe una din sondele provocat ADN-ului "sandwich" sa ramanem la suprafata dot cuantic.

In cele din urma, in cazul in care cercetatorii au stralucit pe un laser se amesteca, punct cuantic de energie a trecut pe la molecula Cy5 care a fost anexat la sonda a doua. Cy5 lansat in aceasta energie ca o stralucire fluorescenta. In cazul in care ADN-ul tinta nu a fost prezent in solutie, cele patru componente nu s-ar fi unit, si stralucirea distinctiv nu ar fi aparut. Fiecare punct cuantic se poate conecta la pana la aproximativ 60 de secvente de ADN, ceea ce face stralucire combinate chiar mai luminos si mai usor de vazut.

Jeff TZA-Huei Wang, un profesor asistent, si student la doctorat Hsin-Chih utilizare Yeh un microscop fluorescenta in cercetarea lor, care implica o noua nanosensor ADN care declanseaza o stralucire atunci cand detecteaza materialul genetic. Fotografie de Will Kirk

Pentru a testa noua tehnica, echipa Wang a obtinut probe de ADN de la pacienti cu cancer ovarian si secvente de ADN care contin detectat o mutatie critic. "Aceasta metoda poate ne ajuta sa identificam persoanele cu risc de a dezvolta cancer, astfel incat tratamentul sa poata incepe intr-un stadiu foarte timpuriu", a declarat Wang.

Autorul principal pe hartie Nature Materials a fost Chun-Yang Zhang, care a fost un om post-doctoral in laboratorul lui Wang in cazul in care cercetarea a fost realizat. Co-autori de hartie au fost Hsin-Chih Yeh, un student de doctorat in cadrul Departamentului de Inginerie Mecanica, si Marcos T. Kuroki, care a fost un student majoring in inginerie biomedicala in cazul in care cercetarea a fost realizat.

Fondurile pentru cercetare au fost furnizate de catre Fundatia Nationala pentru Stiinta si Fundatia Whitaker.

Johns Hopkins University a depus pentru un brevet provizoriu care sa acopere tehnologia nanosensor ADN-ului.

Diagrame si imagini din laborator si cercetatori disponibile; de contact Phil Sneiderman.

Link-uri utile
Jeff Wang Lab Pagina
Johns Hopkins Departamentul de Inginerie Mecanica
Whitaker biomedicala Institutul de Inginerie de la Johns Hopkins