Новый наносенсор заставляет ДНК светиться

«Обычные методы обнаружения и идентификации образцов ДНК занимают довольно много времени. Наш новый метод точный, быстрый и относительно простой. Он может применяться как для поиска определенных последовательностей ДНК, так и для обнаружения генетических дефектов и мутаций», — комментирует руководитель исследовательской группы, доктор Джефф Вонг (Jeff Tza-Huei Wang).

Для поиска последовательностей ДНК по новому методу используется необычная смесь органических и неорганических компонентов, а в качестве сенсоров ДНК применяются квантовые точки, представляющие собой полупроводниковые кристаллы размером несколько нанометров. Полупроводниковые кристаллы давно используются в электронных схемах, а в последнее время их все чаще стали применять в биологических исследованиях.

Новый метод основан на способности квантовых точек легко передавать энергию. При освещении лазером квантовая точка передает энергию ближайшей молекуле, молекула флюоресцирует и таким образом становится видимой под микроскопом.

Но одни только квантовые точки не могут идентифицировать ДНК. Для этой цели используются два биологических зонда, представляющие собой синтетические ДНК. К одному биозонду привязывают молекулу Cy5, которая начинает светиться, когда получает энергию. Второй биозонд соединяют с молекулой биотина, способной «приклеиваться» к поверхности квантовой точки. Как только биозонды находят искомую ДНК-последовательность, они присоединяются к ней с двух сторон, образуя «ДНК-сэндвич», а затем «приклеиваются» к квантовой точке. Когда же все соединение освещают лазером, квантовая точка передает энергию молекуле Cy5, и та начинает флуоресцировать, подсвечивая искомую ДНК. Если искомой ДНК нет в соединении, компоненты смеси не соединятся, и свечения не будет. К каждой квантовой точке может присоединиться до 60 последовательностей ДНК, в результате чего свечение станет еще ярче.

#gallery#

Для проверки нового метода ученые исследовали образцы ДНК, взятые у пациентов, больных раком, и обнаружили ДНК-последовательности, содержащие раковую мутацию. «Новый метод поможет нам выявить людей с высоким риском развития рака и начать их лечение на очень ранней стадии», — комментирует доктор Вонг.