Dünyanın en küçük “Ameliyat” oyunu gibi… Yeni bir nano pens seti, DNA’yı ve diğer tek molekülleri öldürmeden canlı bir hücreden çıkarabilir.
Tek bir hücrenin moleküler içeriğini incelemek, geleneksel olarak hücreyi açarak patlatmayı gerektirdi. Ancak bu süreç, ölüm anında hücrenin moleküler yapısının sadece bir anlık görüntüsünü sağlar. Nature Nanotechnology’de yayınlanan çalışmada yer alan yeni nano pensler, sağlıklı hücrelerin nasıl çalıştığını ve hastalıklı hücrelerin yanlış gittiğini daha iyi anlamak için bireysel hücrelerin içinde neler olup bittiğine dair uzun süreli analizlere olanak sağlayabilir.
Nano pensler, iki karbon bazlı elektrotla kaplanmış, 100 nanometreden daha az bir ucu olan bir cam çubuk içerir. Penslere bir elektrik voltajı uygulamak, elektrotların hemen yakınında, pens ucunun yaklaşık 300 nanometrelik biyomoleküllerini çekip tutabilen güçlü bir elektrik alanı oluşturur.
Bu 300 nanometre ağına yakalandığında, pens voltajı bitene kadar moleküller sıkışır. İhtiyaca dayanıklı pensleri aşırı hassasiyetle konumlandırarak, araştırmacılar belirli hücre bölümlerini ve belirli moleküller için balıkları delebilirler.
Imperial College London’da Kimyager Joshua Edel ve meslektaşları, hücreleri öldürmeden insan kemik kanseri hücrelerinin çekirdeklerinden DNA çıkarmak için pensleri kullandılar. Araştırmacılar, aynı zamanda, arter hücrelerinin sitoplazmasından mRNA molekülleri olarak bilinen protein oluşturma talimatlarını da parçaladılar.
Yeni Nano Pensler
Tek bir hücrede, bir saat arayla iki farklı noktadan mRNA’nın çıkarılması, penslerin aynı hücreyi birden çok kez örneklemek için kullanılabileceğini doğruladı. Yeni nano pensler, bireysel molekülleri yakalayarak, fare beyinlerinden sinir hücreleri dışında mitokondri adı verilen güç üretici organelleri kaldırdı.
Edel; “Şimdiye kadar, tüm çalışmalarımız petri kaplarında yapıldı.”
Araştırmacılar, geliştirilen pensi sonraki doku örneklerinin içindeki hücreler üzerinde test etmeyi planlıyorlar.
Penn State’de Biyomedikal Mühendisi olan Pak Kin Wong; “Bu çok güçlü bir tekniktir ve bir hücrenin içinde moleküler analiz için yeni olasılıklara imkan verir.”
Örneğin, bir hücrenin farklı bölümlerinden çeşitli proteinleri ve diğer biyomolekülleri yaşam süresi boyunca taramak, bu moleküllerin bir hücreyi nasıl çalıştırıp durduğuna dair yeni bilgiler sağlayabilir.
Tek tek hücrelerin çekirdeklerinden DNA’nın çıkarılması, araştırmacıların bu genetik materyali hastalıkların altında yatan mutasyonlar için taramasına da olanak tanıyabilir. Hücrelerin moleküler düzenini izlemek, hücrelerin yeni ilaçlara nasıl tepki vereceğini ortaya çıkarabilir.