پژوهش های جدید پزشکی
طراحی ابزاری مولکولی برای مطالعه پروتئینها
محققان دانشگاه هاروارد، موسسه بلاواتنیک در دانشکده پزشکی هاروارد (HMS) و بیمارستان کودکان بوستون (BCH) به تازگی ابزاری ساختند که میتوان آن را کوچکترین خطکش مولکولی برای اندازهگیری پروتئینها دانست.
محققان دانشگاه هاروارد، موسسه بلاواتنیک در دانشکده پزشکی هاروارد (HMS) و بیمارستان کودکان بوستون (BCH) به تازگی ابزاری ساختند که میتوان آن را کوچکترین خطکش مولکولی برای اندازهگیری پروتئینها دانست.
به گزارش پایگاه خبری فناوری نانو ایران، تعیین هویت مولکولهای DNA و RNA به لطف توسعه تجاری فناوریهای تعیین توالی نسل بعدی به امری عادی تبدیل شده است، اما هنوز این امر در مورد پروتئینها که تقریباً در همه فرایندهای زیستی نقش مهمی دارند صادق نیست. پروتئینها بسیار پیچیده تر از DNA و RNA هستند و اغلب از نظر شیمیایی اصلاح میشوند و دستیابی به هدف تشخیص پروتئینهای منفرد در یک نمونه (پروتئومیک تک مولکولی) را دشوار میسازد.
این فناوری که Calipers DNA Nanoswitch Calipers (DNC) نامیده میشود، محققان را قادر میسازد تا با اعمال مقدار کمی نیرو، اندازهگیری فاصله را روی پپتیدهای منفرد (بلوکهای سازنده پروتئینها) با دقت بالایی انجام دهند. با اندازهگیری سریع فاصله بر روی یک مولکول، DNC یک «اثر انگشت» منحصر به فرد ایجاد میکند که میتواند برای شناسایی آن ماده در آزمایشهای بعدی استفاده شود. این دستاورد در نشریه Nature Nanotechnology منتشر شده است.
وقتی می خواهید چیزی را در زیست شناسی بفهمید، دو روش اصلی برای تحقیق وجود دارد: میتوانید موضوع خود را در حالت طبیعی مشاهده کنید، یا میتوانید آن را مختل کرده و نحوه واکنش آن را مشاهده کنید. مشاهدات میتوانند اطلاعات زیستی زیادی را ارائه دهند، اما گاهی اوقات بهترین راه برای یادگیری در مورد چیزی این است که با آن تعامل فیزیکی داشته باشید. تعیین الگوی اسیدهای آمینه در یک مولکول پپتیدی با اعمال نیرو ما را قادر میسازد پروتئینها را به آسانی توالییابی کنیم.
DNC مبتنی بر فناوری نانوسوئیچ DNA است. نانوسوئیچها شامل رشتههایی از DNA هستند که مولکولهای مورد علاقه میتوانند بهصورت راهبردی در مکانهای مختلف در امتداد رشته به آنها متصل شوند. برهمکنش بین این مولکولها، مانند اتصال موفق یک ترکیب دارویی با هدف مورد نظر، مانند گیرنده پروتئین بر روی سلول سرطانی، باعث میشود رشته DNA از شکل باز و خطی به حلقه بسته تغییر کند و طول رشته کوتاه میشود. هنگامی که نیرویی برای جدا کردن دستهها اعمال شود، رشته به طول اولیه خود باز میگردد. تفاوت بین طول رشته در حالتهای حلقهدار و بدون حلقه نشاندهنده اندازه حلقه و در نتیجه فاصله بین دستهها است.
این تیم تحقیق متوجه شد که آنها میتوانند نانوسوئیچهای DNA را یک گام جلوتر ببرند: اگر آنها یک مولکول زیستی مهندسی کنند و آن را روی رشتههای DNA قرار دهند، می توانند مولکول را به طور موثری همانند کولیس اندازهگیری کنند.
دارن یانگ، نویسنده و پژوهشگر پسا دکتری در انستیتوی وایس هاروارد، میگوید: «از جهاتی، نانوسوئیچهای DNA از یکی از کلاسیکترین روشهای مکانیکی برای اندازهگیری اجسام استفاده میکند. به چیزی نیرو وارد کنید و ببینید که چگونه تغییر میکند. این رویکردی است که ما در زمینه پروتئومیک تک مولکولی استفاده نکردهایم، زیرا اعمال نیرو به اجسام کوچک فوقالعاده چالش برانگیز است. اما ما با این چالش کنار آمدیم.»
با تأیید اینکه DNC میتواند اندازه مولکولهای DNA را بهطور قابل اعتماد اندازهگیری کند، محققان تمرکز خود را بر روی هدف واقعی یعنی پروتئینها متمرکز کردند. آنها یک پپتید مصنوعی (یک زنجیره کوتاه از آمینو اسیدها) با طول و ترتیب مشخص طراحی کردند و آن را از طریق دسته محکم به یک انتهای DNC متصل کردند و پیوندهای بین دستههای ضعیف آن و DNC را بارها وصل و شکستند. با اعمال مقادیر مختلف نیرو آنها دریافتند که تمام فاصلههایی که ابزار آنها بین دستههای قوی و ضعیف اندازهگیری میکند با فاصلههای مورد انتظار بر اساس طول DNC و طول اسیدهای آمینه در پپتید مطابقت دارد. آنها همچنین با استفاده از DNC برای اندازهگیری یک پپتید خطی طبیعی به نام NOXA BH۳ نتایج مشابهی دریافت کردند.
این فرایند همچنین اثر انگشت اندازهگیری منحصر بهفردی را برای هر پپتید ایجاد کرد. این تیم یک مدل کامپیوتری برای پیشبینی تعداد پروتئینهای انسانی را که میتوان با استفاده از این روش به طور منحصر به فرد شناسایی کرد، ایجاد کردند و دریافتند که بیشتر پروتئینهای موجود در پایگاه داده پروتئینی که معمولاً مورد استفاده قرار میگیرد میتواند از طریق این اثر انگشت با احتمال بالا شناسایی شود.
مطالب مرتبط
- دانلود کلید و سئوالات آزمون کارشناسی ارشد مجموعه زیست شناسی سلولی و مولکولی سال 97
- کتاب توانمندسازی حکومت
- چکاپهای ضروری برای زنان بالای ۳۵ سال کدامند؟
- ویروس کرونا؛ موضوع ۱۶۳ پایان نامه و پروپوزال در سال ۹۹
- مقاله رویکرد اخلاقی انسانی به دکترینساختار حمایت مالکیت فکری از اختراعات نانو در سازمان جهانی تجارت
- درباره مریم میرزاخانی
- آمادگی دانشگاه پیام نور برای برگزاری آنلاین آزمونها
- معرفی برترین شرکتهای فناوری نانو
تگها
- زیست شناسی
- فناوری نانو
- دانشگاه هاروارد
- دانشکده پزشکی هاروارد
- پژوهش های جدید پزشکی
- اسیدهای آمینه
- پژوهش های پزشکی
- آمینو اسید
- مولکولهای RNA
- اندازهگیری پروتئینها
- مولکولهای DNA
- پروتئومیک تک مولکولی
- Calipers DNA Nanoswitch Calipers
- بلوکهای سازنده پروتئینها
- Nature Nanotechnology
- مولکول پپتیدی
- فناوری نانوسوئیچ
- نانوسوئیچ
- NOXA BH۳
مطالب پربیننده
- چگونه تشخیص دهیم یک تصویر با هوش مصنوعی ساخته شده؟
- آموزش کامل تهیه سبزه عید با تخم شربتی
- کاهش وزن علمی و بدون برگشت
- چگونه میتوان از اینستاگرام، تیکتاک و گوشیهای همراه فاصله گرفت؟
- کمبود چه مواد غذایی باعث افزایش ابتلا به افسردگی میشود؟
- چطور مامان بابای خودمان باشیم؟
- مادران تلفنهمراه خود را به کودکشان بدهند یا خیر؟
- چرا مردان در بیان احساسات خود موفق نیستند؟
- آیا در برزخ، شفاعت وجود دارد؟
- "همای سعادت" اسطوره یا واقعیت؟!
- گیاهانی که استرس خانه و محل کار را کاهش میدهند
- سیگارهای الکترونیک یک جایگزین توهم زا
- سونامی سالمندی، بحران پیش روی کشور
- درباره خانه عباسیان، شاهکار معماری ایران در کاشان
- درباره قنات بلده فردوس؛ بیبدیل در دل کویر
- درباره شغاب، گورستان دلاوران در بوشهر
- کاخ خسرو کرمانشاه؛ شکوهی به جا مانده از دوران ساسانی
- درباره پل ساسانی دزفول، کهنترین پل آجری جهان
- چگونه سینمای ایران به رکورد فروش ۱۰۰۰ میلیارد تومان رسید؟
- لذتبخشترین نماز
- درباره تذهیب و انواع آن
- چقدر برای شریک زندگیمان وقت بگذاریم؟
- مواد غذایی موثر در بهبود علائم یائسگی
- حضرت زهرا (س) و تاکید روی آموزش علم
- هشدار؛ چه پیامکهایی را باز نکنید
- اسانسهای دافع اضطراب را بشناسیم
- حضرت زهرا (س)، الگوی بیبدیل یک زن مسلمان
- درمان تورم کف و قوزک پا
- معرفی غذاهای سنتی ایرانی در شب یلدا همراه با تصاویر
- نحوه آموزش صبر و بردباری به کودکان
- قوانین کلاس و مدرسه
- قالب آماده و زیبای پاورپوینت(15)
- ۵ فیلم که همه زنان ایرانی باید تماشا کنند
- شعار سال ۱۴۰۱ «سال تولید، دانشبنیان و اشتغالآفرین»
- قالب زیبای پاورپوینت برای ارائه پروپوزال و دفاع رساله دکترا
- قالب پاورپوینت کادر دار زیبا
- قالب پاورپوینت گرافیکی و طرح دار زیبا
- قالب پاورپوینت گرافیکی زیبا
- رنگ چشم هایتان درباره شما و اجدادتان چه می گوید؟
- قالب پاورپوینت گرافیکی جالب
- نمونه تدریس درس اول هدیه آسمان پنجم
- اندکی درباره درسپژوهی
- کتاب پسری که جادویی شد
- همه زائران سلطان
- قالب پاورپوینت
- معرفی کتاب
- پورنوگرافی چیست و چه اثری بر مغز و رابطه جنسی دارد؟
- دوستی با کتاب
- قالب پاورپوینت گرافیکی
- درباره محسن رضایی
- معرفی کتاب
- کتاب راهنمای کامل Interaction access
- درباره امیر کبیر
- کتاب پیوند زخم خورده
- کتاب آموزش علیه آموزش
- درباره فخرالدین عراقی
- خلاصه کتاب سواد بصری
- درباره محسن مهر علیزاده
- تورم به کدام سو میرود؟
- طغیان سرخک