حسگر نانوی محقق ایرانی پروتئین‌های بدن را می‌تکاند!

به گزارش آنا به نقل از فیز، این ابزاربا الهام از فرایند تکان داده میوه‌های درختان برای جدا شدن از شاخه‌ها ابداع شده و شامل یک شاخه دی ان‌ای است که به پروتئین‌ها می‌چسبد و آنها را تکان می‌دهد تا به پروتئین‌های بیشتری دست یابد.
 این استراتژی خلاق به دستگاه کمک می‌کند تا طی زمان نمونه‌هایی از پروتئین‌های مختلف را جمع آوری و تغییرات در نشانگرا‌های التهابی را اندازه گیری کند.

حسگر‌های مذکور در آزمایش‌های اولیه به طور دقیق و با حساسیت بالا نشانگر‌های پروتئین التهاب در موش‌های مبتلا به دیابت را رصد کردند.

این پژوهش زیربنایی برای مدیریت و جلوگیری دقیق بیماری‌های مزمن از طریق ردیابی پروتئین‌های حیاتی مانند سیتوکین‌ها در التهابات، نشانگر‌های التهابی از کارافتادن قلب و همچنین بسیاری از موارد دیگر به کار می‌رود.

شانا اوکلی رهبر این پژوهش می‌گوید: فرد می‌تواند افزایش سطح گلوکز خن به طور واقعی مشاهده کند. اما ممکن است انسولین ترشح شود و سطح قند خون دوباره پایین برود. به همین دلیل فرد باید بتواند این روند را در جهت درست و همچنین جهت غلط رصد کند. همین فرایند در پروتئین‌های مربوط به التهاب نیز رخ می‌کند.

او در ادامه می‌افزاید: ما باید نوسانات را رصد کنیم تا به تصویری دقیق از آنچه در بدن رخ می‌دهد، دست یابیم. این یک روش کاملا نوین است تا بتوان التهابات را به طور واقعی رصد کرد. ما هم اکنون بررسی انبوهی از کاربرد‌های مختلف را آغاز کرده ایم.

هرچند حسگر‌های مختلفی برای ردیابی مولکول‌های کوچک مانند گلوکز یا الکترولیت‌ها وجود دارد، اما طراحی حسگر‌های مخصوص پروتئین‌ها که بزرگتر از و پیچیده‌تر از نمونه‌های کوچک هستند، چالش برانگیز‌تر است. 

محققان برای ردیابی پروتئین‌ها در مایعات زیست شناختی به طور معمول از گیرنده‌های دی ان‌ای استفاده می‌کنند تا پروتئین‌ها را بهم متصل کنند و از مایعات زیستی بیرون بکشند.

مشکل آنجاست که این گیرنده‌ها آن است که بسیار خوب عمل می‌کنند. به طوریکه حتی در بازتولید غیرفعال، این اتصالات Velcero مانند چنان قدرتمند هستند که به مدت بیش از ۲۰ ساعت به پروتئین‌ها می‌چشبند. به همین دلیل رصدواقعی نوسانات خون ممکن نیست. 

در این میان حسین زرگرطالبی مولف نخست پژوهش پس از آزمایش برای تنظیم مجدد حسگر‌ها از طبیعت الهام گرفت. او می‌گوید: من به تکان دادن درختان سیب فکر کردم. این مشاهده ساده جرقه ایده را زد. اگر می‌توانستم گیرنده‌های دی ان‌ای را از حسگر‌ها بتکانم تا پروتئین‌های دریافتی را آزاد کنند، چه اتفاقی می‌افتاد. من یک الکترود پتانسیل متناوب را به کار بردم که باعث نوسان رشته‌های DNA شد و این روند موفقیت آمیز بود. به طوریکه پروتئین‌ها جدا شدند و حسگر دوباره تنظیم شد.

این حسگر‌های مقیاس نانو شبیه ردیفی از آونگ‌های پیازدار هستند که هرکدام شامل یک دوشاخه دی ان‌ای می‌شوند. یک سر شاخه دی ان‌ای به الکترود و سرشاخه دیگر به پروتئین مورد نظر متصل می‌شود. هنگامیکه محققان میدان مغناطیسی جایگزینی را اعمال کردند

این حسگر‌ها به عقب و جلو حرکت کردند و پروتئین‌ها ظرف چند دقیقه جدا شدند و نمونه‌های جدید به شاخه متصل شدند.

تحقیق مربوط به این حسگر در ژورنال ساینس منتشر شده است.