Nanoteknologi brugt til gendetektion for at vise disposition for visse kræftformer

(PhysOrg.com) - Forskere ved University of Texas i Arlington perfektionerer et system til at opdage en genmutation, der er involveret i 90 procent af kræft i bugspytkirtlen og ofte i lungekræft, ved at køre små mængder blod over nanomaterialer.

Deres arbejde vil hjælpe læger med at give mere information til patienter, der er disponerede for visse sygdomme, og ordinere terapi og sund adfærd, der kan forsinke eller eliminere risikoen for visse sygdomme.

Forskningen er "et stort gennembrud, der kan gavne millioner af mennesker, der får sygdomme som kræft fra deres arvede eller fejlfungerende gener, ” ifølge professorerne Samir Iqbal og Shawn Christensen, der leder indsatsen.

Iqbal og Christensen sagde, at deres proces forbedrer hastigheden, elektrisk detektion, følsomhed og bærbarhed.

Iqbal, en elektroteknisk adjunkt, og Christensen, en adjunkt og genetisk biolog, har udgivet en artikel i tidsskriftet Anvendt fysik bogstaver der giver bevis på konceptet for deres proces. Værket blev valgt som forsidehistorie for tidsskriftet i 2009.

Holdet har også præsenteret deres arbejde på National Institutes of Health campus i en fælles workshop mellem NIH og Institute of Electrical and Electronics Engineers. Værket modtog priser og prisen for bedste papir i 2009.

"Hvad det potentielt betyder er, at alt, der vides at være en genetisk markør for visse sygdomme, kan detekteres inden for få minutter, " sagde Iqbal. "Vi bruger elektrisk detektion til at fiske efter bestemte gener og detektere disse fra meget, meget små prøver."

Christensen sagde, at der er mange forskellige versioner, eller alleler, af et givet gen i en population. Hvert individ kan have en lidt anderledes variation af et gen på grund af mutation og genetisk rekombination.

Nogle mutationer kan disponere et individ for en given sygdom. Andre kan føre til beskyttelse mod den samme eller anden sygdom. For eksempel, en allel af et trim5α-gen blev udvalgt for ved naturlig selektion, fordi det beskyttede vores forfædre mod en gammel retrovirus, men den samme allel bidrager til vores sårbarhed over for HIV-infektion i dag, sagde Christensen.

"Vores arbejde kunne bruges til at opdage enhver genetisk markør, sagde Christensen. "Hvis en sygdom har en kendt genetisk komponent i sig, vi kan fortælle dig, om du har det gen, der kan føre til sygdommen."

Deres screeningsproces bruger omkring en kvart milliliter eller blod, eller lidt mere end den mængde blod, som en diabetiker skal bruge for at teste for blodsukker.

Der findes andre processer for at opnå lignende resultater, men de kræver påvisning af florescensmatricer eller radioaktivitet, mere arbejdskraft eller omfangsrig, dyre maskiner, sagde forskerne.

"Vi kunne inkorporere den elektriske detektionsproces, vi brugte, i en lille håndholdt enhed, der kunne bruges uden for laboratoriet, " sagde Iqbal.

Iqbal bruger en del af et femårigt, $400, 000 National Science Foundation Early CAREER-bevilling til støtte for genmutationsforskning. Han er på tredje år af denne bevilling.

KARRIERE-tilskud støtter de tidlige karriereudviklingsaktiviteter på fakultetet, der eksemplificerer fremragende forskning, fremragende undervisning og innovativ integration af uddannelse og forskning.

Christensen støttes af en tre-årig $677, 958 tilskud fra Molecular and Cellular Biosciences sektionen af ​​National Science Foundation til at studere ikke-LTR retrotransposoner, en klasse af egoistiske mobile genetiske elementer, hvis aktivitet har genereret 34 procent af det menneskelige genom.

Holdet omfatter en række bachelor- og kandidatstuderende fra Texas, studerende, der i sidste ende vil yde stærke bidrag til statens højteknologiske arbejdsstyrke, sagde professorerne.