Nanoteknologi til etiketfri kolorimetrisk påvisning af c-myc mRNA-onkogenet

I betragtning af den vigtige rolle i at fungere som onkogener eller tumorundertrykkere, c-myc mRNA er dukket op som en potentiel biomarkør til kræftpåvisning. I særdeleshed, abnorm ekspression af mRNA'er observeres almindeligvis i tidlige stadier af udvikling af tyktarmskræft. Derfor, sensitiv påvisning af c-myc mRNA er blevet en lovende tilgang til at opnå tidlig klinisk diagnose af kræft og baner vejen for præcisionsmedicin. For nylig, et Kina-USA kollaborativt forskerhold rapporterede om en mærkefri kolorimetrisk protokol baseret på peptidnukleinsyre/sølvnanopartikler (PNA/AgNP'er) til specifik påvisning af c-myc mRNA-biomarkører.

En relateret forskningsartikel med titlen "Et mærkefrit kolorimetrisk assay til påvisning af c-myc mRNA baseret på peptidnukleinsyre og sølvnanopartikler" blev for nylig offentliggjort i tidsskriftet Videnskabsbulletin .

PNA har de samme hydrogenbindende nukleobaser som DNA, men er knyttet til en uladet N-(2-aminoethyl)-glycin-rygrad, der bibringer overlegne målbindingsegenskaber og fysisk-kemisk robusthed i forhold til native DNA-prober. PNA kan inducere AgNPs-aggregationer effektivt, hvilket reducerer den optiske absorbans og fører til en betydelig farveændring fra gul til rødbrun (Fig.1). Interessant nok, aggregeringen af ​​AgNP'er kan kontrolleres reversibelt ved dannelsen af ​​PND-mRNA-komplekser ved at tilføje c-myc-mRNA til den komplementære PNS-probe-holdige opløsning. Den reversible dissociationsproces kunne let observeres ved at overvåge farveændringen fra rødbrun til gul med det blotte øje (fig. 2).

Den grundlæggende mekanisme for AgNPs-PNA-interaktion undersøges også på molekylært niveau. Fra at studere de mest sandsynlige konfigurationer af PNA-struktur på AgNP'er ved molekylær modellering, holdet fandt ud af, at der kan dannes flere hydrogenbindinger mellem PNA på AgNP'er, hvilket resulterer i, at AgNP'er naturligt aggregeres med hinanden. Derudover den reducerede elektrostatiske frastødning er også blevet betragtet som en anden faktor, der forårsager den PNA-inducerede AgNP'er-aggregering. I nærvær af mål c-myc mRNA, PNA foretrækker at skifte sin konfiguration til at kombinere med det komplementære mRNA -mål, resulterer i disaggregering af AgNP'er i spredte Ag-nanopartikler. "Denne PNA og AgNPs integrerede teknologi er ret enkel, specifik og følsom. Vi overvejer også at overføre den væskebaserede sensingplatform til solide bio-sensing-enheder, såsom gennem en papir- eller siliciumbaseret platform. Ud over, vi sigter mod at integrere stregkodeteknologien og smartphonen for at udvikle en bærbar onkogen screening biosensor til point-of-care applikationer, " sagde Chenzhong Li, professor i biomedicinsk teknik ved Florida International University, Florida.