Нанотехнологии для безындикаторного колориметрического обнаружения онкогена c-myc mRNA

Аномальная экспрессия мРНК c-myc, играющей роль онкогена, часто наблюдается на ранних стадиях развития рака толстой кишки. Чувствительное обнаружение c-myc mRNA является перспективным подходом для ранней клинической диагностики рака.

Китайско-американская исследовательская группа разработала безындикаторный колориметрический метод на основе пептидных нуклеиновых кислот и наночастиц серебра (PNA/AgNPs) для специфичного обнаружения биомаркера c-myc mRNA.

Принцип работы метода

• PNA имеет ту же систему азотистых оснований, что и ДНК, но на незаряженном каркасе, что обеспечивает превосходное сродство к мишени и физико-химическую стабильность.
• PNA эффективно индуцирует агрегацию AgNPs, что снижает оптическое поглощение и приводит к заметному изменению цвета с жёлтого на красно-коричневый.
• Агрегацию AgNPs можно обратить, добавив в раствор с PNA-зондом комплементарную мишень — c-myc mRNA. Образование комплекса PNA-mRNA вызывает диспергирование наночастиц, и цвет обратимо меняется с красно-коричневого обратно на жёлтый, что видно невооружённым глазом.

Молекулярный механизм

Молекулярное моделирование показало, что PNA на поверхности AgNPs образует множественные водородные связи с другими молекулами PNA, что приводит к естественной агрегации наночастиц. Снижение электростатического отталкивания также способствует этому процессу. При добавлении целевой мРНК, PNA меняет конфигурацию, чтобы связаться с комплементарной мишенью, что вызывает диспергирование AgNPs.

«Эта технология, интегрирующая PNA и AgNPs, довольно проста, специфична и чувствительна. Мы также рассматриваем возможность переноса жидкой сенсорной платформы на твёрдотельные биосенсорные устройства, например, на бумажной или кремниевой основе. Кроме того, мы стремимся интегрировать технологию штрих-кода и смартфон для разработки портативного биосенсора для скрининга онкогенов в условиях пункта оказания медицинской помощи», — сказал профессор биомедицинской инженерии Флоридского международного университета Чэньчжун Ли.