کهکشان دانش: گروهي از محققان با استفاده از فناوري نانو تغييرات شيميايي DNA را بررسي كردند. محققان دانشكده‌ پزشكي دانشگاه جان هاپكينز در بالتيمور، آزمايش جديدي را براي بررسي تغييرات شيميايي "DNA " (كه به آن متيلاسيون گفته مي شود) ابداع كردند. در آينده مي‌توان از اين فناوري در تشخيص اوليه‌ي سرطان و براي ارزيابي پاسخ بيماران به سرطان‌درماني استفاده كرد.
واسوديو بيلي، داوطلب PHD مهندسي زيست‌پزشكي در هاپكينز در اين خصوص گفت: همزمان با واكنش متيلاسيون، ژن‌هاي سالم مي‌توانند به‌طور ناگهاني خاموش يا روشن شده، بدون هيچ تغييري در توالي نهفته‌‌ "DNA "، منجر به ايجاد سرطان شوند. روش‌هايي كه در حال حاضر در بررسي متيلاسيون استفاده مي‌شود، اشكالات علمي دارند. PCR مخصوص متيلاسيون‌ ـ كه توالي‌هاي اختصاصي "DNA " را طي تنها چند ساعت، ميليون‌ها برابر تكثير مي‌كند‌ ـ براي رديابي مقادير كوچكي از متيلاسيون به اندازه‌ي كافي حساس نيست و PCR بلادرنگ ـ كه به دانشمندان اجازه مي دهد تا افزايش در مقدار "DNA " بعد از تكثير را ببينند ـ نيز بايد چندين بار تكرار شود كه آن هم بسيار پرهزينه خواهد بود.»به گفته‌ي او تست ابداعي دانشگاه هاپكينز، حساسيت و كارايي فناوري PCR را بيشتر مي‌كند.
اين تحقيق، در سومين همايش بين‌المللي مؤسسه‌ي سرطان آمريكا با عنوان Molecular Diagnostics in Cancer Therapeutic Development(كه در تاريخ 22 الي 25 سپتامبر 2008 در فيلادلفيا برگزار شده بود) ارائه شد.
بيلي گفت: رديابي متيلاسيون "DNA " اهميت زيادي دارد؛ زيرا اثبات شده كه تعداد وسيعي از ژن‌هاي سركوب‌گر تومور هنگام متيلاسيون "DNA " غير فعال مي‌شوند، نه در جريان جهش‌ها. روش ما در بررسي متيلاسيون ابزاري ارزشمند و مقرون ‌به‌ صرفه‌اي را براي تشخيص زودهنگام سرطان، كنترل رفتار تومور و ارزيابي پاسخ تومور به سرطان درماني‌هاي هدفمند، فراهم كرده‌است.
براي آزمايش اين روش بيلي و هم‌دانشگاهي‌هايش قطعات "DNA " را با تركيب شيميايي سديم بي‌سولفات مجاور كردند. اين كار سيتوزين‌هاي(يكي از بازهاي "DNA " )متيله‌نشده به‌صورت اتوماتيك به يوراسيل‌ها(يكي از بازهاي ريبونوكلئيك اسيد يا RNA، كه به همراه "DNA " در سنتز پروتئين‌ها نقش دارند) تبديل مي‌شوند؛ اين در حالي است كه سيتوزين‌هاي متيله‌شده دست‌نخورده باقي مي‌مانند.
پس از آن دانشمنداني از PCR همراه با پرايمرهاي داراي برچسب، براي تكثير كردن و برچسب زدن اين قطعات "DNA " با ويتامين بيوتين استفاده كردند. در مرحله‌ي بعد آنها كوانتوم دات‌هاي(مولكول‌هايي با اندازه‌ي حدود يك‌ميلياردم متر داراي ويژگي‌هاي الكتريكي) پوشيده‌شده با پروتئين‌هاي استرپتاويدين را به نمونه‌ها اضافه كردند. قطعات متيله‌شده‌ي "DNA "كه با بيوتين پوشانده شده‌اند، همانند نيروهاي مغناطيسي، به استرپتاويدين موجود بر روي كوانتوم دات‌ها مي‌چسبند، در حالي كه متيلاسيون در "DNA " و كميت آن را نشان مي‌دهند.
اين تست جديد به قدري حساس است كه مي‌تواند "DNA " متيله‌شده به مقدار 15 پيكوگرم را در حضور ده‌هزار برابر مقدار اضافي از توالي‌هاي كدكننده‌ي متيله‌نشده يا معادل پنج سلول را رديابي كند. علاوه براين، آنها قابليت رديابي، فقط با هشت چرخه‌ي PCR از خود نشان دادند. Yi Zhang ، يكي از داوطلبان Ph.D در دانشگاه پزشكي هاپكينز، در همكاري با هم‌دانشگاهيانش، با استفاده از نمونه‌هاي خيلي كوچك(با ميانگين 800 ميليارديوم يك ليتر در هر واكنش و با نمونه‌ها و معرف‌هاي كمتر از 2 درصد از آزمايش‌هاي معمول ) و استفاده از يك سيستم جديد Lab – On –Chip قادر به ديدن نتايج بودند. اين سيستم به محققان اجازه مي‌دهد تا حداقل كار با دست را براي بررسي نمونه‌ها داشته باشند، همچنين امكان پردازش و تحليل همزمان چندين نمونه را فراهم مي‌سازد. اين محققان موقتاً داراي پتنت موقتي براي اين تست هستند.
در تجربه‌ ديگر، محققان از فناوري رديابي دقيق متيلاسيون در ژن ASC/TMS1 (كه مرگ برنامه‌ريزي‌شده‌ي سلول را ترتيب مي‌دهد) با غلظت‌هاي پاييني از "DNA " گرفته‌شده از بزاق انسان، استفاده كردند. اين كار با مراحل معدود و چرخه‌ي PCR كمتر انجام شد. دانشمندان همچنين از اين تست براي تعيين مقدار برگشت متيلاسيون در نمونه‌هاي مايع مغز استخوان گرفته‌شده از بيماران داراي سندرم مييلوديسپلاستي ـ اختلالي كه در آن سلول‌هاي مغز استخوان عملكرد طبيعي ندارند ـ قبل و بعد از درمان با دارو، استفاده كردند.
بيلي گفت: اين تست جديد به دانشمندان اجازه مي‌دهد تا متيلاسيون چندين ژن را در آن واحد رديابي و ي "DNA " متيله‌شده و متيله‌نشده را همزمان مشاهده كنند. اين روش همچنين درصد متيلاسيون را در هر زماني مشخص مي‌كند.