با ترکيب نانوذرهي طلا با يک گروه انحصاري از نوکلئيک اسيدها، محققان دانشگاه نورث وسترن موفق به ساخت نوع جديدي از سيستم‌هاي گزارشگر درون‌سلولي شده‌اند که با يک فلاش نور، حضور و مقدار طيف وسيعي از مولکول‌هاي زيستي مهم را آشکار مي‌کنند.

اين ترکيب جديد که نانوچراغ ناميده مي‌‌شوند، مي‌تواند براي زيست‌شناساني که در مورد سرطان تحقيق مي‌کنند، يک روش با حساسيت بالا فراهم نمايد تا با استفاده از آن فرايندهاي بيوشيميايي پيچيده هنگام وقوع درون سلول قابل رهگيري باشند.

دکتر ميرکين و همکارانش با توسعهي سنجش و اندازه‌گيري در زمان وقوع، از اين نانو‌چراغ‌ها براي اندازه‌گيري ATP ـ که يکي از منابع کليدي انرژي در متابوليسم سلولي است ـ استفاده کردند.

در روش‌هاي رايج براي آناليز ATP، لازم است که يک سلول، تخريب گردد و تنها ميانگيني از مقدارATP مربوط به تعداد زيادي سلول به دست مي‌آيد.

در مرکز هر نانوچراغ، يک نانوذرهي طلا وجود دارد که با لايهي متراکمي از آپتامرهاي نوکلنيک اسيد(aptam ER ) پوشانده شده‌است.

آپتامرها که در آزمايشگاه سنتز مي‌شوند، مولکول‌هايي هستند که طراحي آنها مشابه آنتي‌بادي‌ها بوده‌است، به اين صورت كه بسيار محکم به مولکول مورد نظر متصل مي‌شوند.

در اين مورد، طراحي آپتامرها به نحوي بوده‌است که همان طور که به نانوذرات طلا مي‌چسبند، قابليت اتصال به مولکولATP را نيز دارند، آنها مجهز به مولکول گزارشگري هستند که مي‌تواند سيگنال‌هاي نوري فلورسنت را از خود توليد نمايد.

کليد توانايي منحصربه‌فرد علامت رساني(سيگنالينگ) اين نانوچراغ‌ها در اين است که نانوذرات طلا با چسبيدن آپتامربه نانوذره، موجب خاموشي و ممانعت از نور دادن مولکول گزارشگر خواهند شد و هنگامي که ATP حضور داشته باشد، موجب مي‌شود که آپتامر تغيير شکل پيدا کرده، از نانوذره جدا شود و اجازه دهد که مولکول گزارشگر، نور فلورسنت از خود صادر کند.

مقدار آپتامر آزادشده از نانوذره و همين طور تراکم سيگنال فلورسنت، ارتباط مستقيمي با مقدار ATP موجود در سلول دارد.

سلول‌هايي که در محيط کشت رشد کرده‌اند، سريعاً نانوذرات پوشش‌شده با آپتامر را جذب نموده و نور فلورسنت را از خود صادر مي‌کنند. حال اگر سلول‌ها با ترکيبات دارويي شناخته‌شده‌اي تيمار شوند، براي سلول اين امكان فراهم مي‌شود كه از ذخاير ATP خود بيشتر استفاده کند، كه اين امر ميزان نور فلورسنت را به‌صورت وابسته به دُز افزايش مي‌دهد.

به کمک روش‌هاي تثبيت‌شده براي توسعهي آپتامرها، به طوري که بتوانند به مولکول‌هاي زيستي ويژه‌اي متصل شوند، اين احتمال وجود دارد که نانوچراغ‌ها به‌صورت ابزار نوين و متغييري در انواع متنوعي از فرايندهاي درون سلولي استفاده شوند.

اين پژوهش ـ که متن کامل آن در مقاله‌اي با عنوان“Aptamer nanoflares for molecular detection in living cells,” آورده شده ـ از سوي مرکز NCI Alliance for Nanotechnology in Cancer حمايت شده‌است.

http://nano.cancer.gov/news_center/2009/aug/nanotech_news_2009-08-27f.asp