பார்கோடு கொண்ட நானோபிரோப்: சென்சார்கள் செயலில் உள்ள புரோட்டீஸ்களைக் கண்டறிகின்றன

பல உடலியல் செயல்முறைகளில் புரத-பிளவு என்சைம்கள் முக்கிய பங்கு வகிக்கின்றன. இத்தகைய புரோட்டீஸ்கள் பொதுவாக செயலற்ற நிலையில் உள்ளன, சில நிபந்தனைகளின் கீழ் மட்டுமே செயல்படுத்தப்படுகின்றன. சில நோய்த்தொற்றுகள் அல்லது புற்றுநோய் போன்ற நோய்களுடன் இணைக்கப்பட்டுள்ளன, செயலில் உள்ள புரதங்களைத் தேர்ந்தெடுக்கும் முறைகளைக் கொண்டிருப்பது முக்கியம்.

Angewandte Chemie International Edition இதழில் வெளியிடப்பட்ட ஒரு கட்டுரையில், விஞ்ஞானிகள் ஒரு புதிய வகை புரோட்டீஸ்-செயல்பாட்டு உணரிகளை அறிமுகப்படுத்தியுள்ளனர்: பெப்டைட் DNA பொருத்தப்பட்ட தங்க நானோ துகள்கள்.

டெவ்லீனா சமந்தா மற்றும் அன்னா கபாஸ்ஸோ (அமெரிக்காவின் ஆஸ்டினில் உள்ள டெக்சாஸ் பல்கலைக்கழகம்) தலைமையிலான குழு, இந்த நானோபுரோப்கள் பல செயலில் உள்ள புரோட்டீஸ்களை இணையாக (மல்டிபிளெக்ஸ்டு அளவீடு) உணர முடியும் என்பதைக் காட்டுகிறது. இந்த முறை அறை வெப்பநிலையில் வேலை செய்கிறது மற்றும் சிக்கலான மாதிரி தயாரிப்பு அல்லது விரிவான கருவிகள் தேவையில்லை.

நாவல் ஆய்வுகளின் மையத்தில் பெப்டைட் மற்றும் டிஎன்ஏ துண்டால் செய்யப்பட்ட சங்கிலிகள் பொருத்தப்பட்ட தங்க நானோ துகள்கள் உள்ளன. பெப்டைட் அமைப்பு கண்டுபிடிக்கப்பட்ட புரோட்டீஸ் மூலம் பிளவுபடும் வகையில் வடிவமைக்கப்பட்டுள்ளது. டிஎன்ஏ பெப்டைடை அடையாளம் காண ஒரு தனித்துவமான பார்கோடாக செயல்படுகிறது மேலும் சிக்னலை பெருக்குகிறது. விரும்பிய புரோட்டீஸ் மாதிரியில் அதன் செயலில் உள்ள வடிவத்தில் இருந்தால், பெப்டைட் அதை பிரிக்கிறது. இது டிஎன்ஏ பார்கோடை கரைசலில் வெளியிடுகிறது, அதன் வரிசையின் அடிப்படையில் அதை கண்டறிய முடியும்.

இந்தக் கண்டறிதலை மேற்கொள்ள, குழு CRISPR/Cas12a சோதனையைப் பயன்படுத்துகிறது: Cas12a என்சைம் ஒரு செயலற்ற வளாகத்தை உருவாக்க வழிகாட்டி RNA (gRNA) உடன் பிணைக்கப்பட்டுள்ளது. ஜிஆர்என்ஏ பார்கோடு டிஎன்ஏவுடன் இணைக்கும் ஒரு பகுதியைக் கொண்டுள்ளது. இது Cas12a ஐ செயல்படுத்துகிறது, இதனால் அது இப்போது ஒற்றை இழை DNA (ssDNA) “வெட்டி” செய்ய முடியும்.

சோதனைக்காக, ஆராய்ச்சியாளர்கள் ssDNA மூலக்கூறுகளை ஒரு முனையில் ஃப்ளோரசிங் குழுவுடன் (ஃப்ளோரோஃபோர்) சேர்க்கிறார்கள் மற்றும் ஒரு தணிப்பான், இது ஃப்ளோரோஃபோரின் ஃப்ளோரசன்ஸை (அவை போதுமான அளவு நெருக்கமாக இருக்கும் வரை) “சுவிட்ச் ஆஃப்” செய்கிறது. ssDNA துண்டிக்கப்பட்டால், ஃப்ளோரோஃபோர் மற்றும் க்வென்சர் மேலும் பிரிந்து செல்லும். இது வலுவான ஒளிரும் தன்மையை ஏற்படுத்துகிறது, இது சோதனை செய்யப்படும் புரோட்டீஸ் இருப்பதைக் குறிக்கிறது (கண்டறிதல் வரம்பு சுமார் 58 pM).

தளத்தில் கருவிகள் எதுவும் கிடைக்கவில்லை மற்றும் சோதனை வேகமாக நடக்க வேண்டும் என்றால், நிர்வாணக் கண்ணால் கண்டறிதல் சாத்தியமாகும்: புரோட்டீஸ் பெப்டைடை ஆய்வில் பிளந்தால், தங்க நானோ துகள்களின் மேற்பரப்பு சார்ஜ் மாறுகிறது மற்றும் அவை ஒன்றிணைகின்றன. இந்த “பிளாஸ்மோனிக் நானோ கட்டமைப்புகள்” என்று அழைக்கப்படுபவற்றின் நிறம் கணிசமாக அவற்றின் திரட்டலின் அளவைப் பொறுத்தது. சோதனைக் கரைசலில் நிற மாற்றத்தின் அடிப்படையில் நானோமொலார் புரோட்டீஸ் செறிவுகளைக் கண்டறிய முடியும்.

3CL மற்றும் காஸ்பேஸ் 3 என்ற புரோட்டீஸ்களின் மல்டிபிளெக்ஸ் கண்டறிதல், குழு அவர்களின் புதிய முறையின் அதிக உணர்திறன் மற்றும் தேர்ந்தெடுக்கும் தன்மையை நிரூபிக்க அனுமதித்தது. 3CL என்பது செயலில் உள்ள கொரோனா வைரஸ் தொற்றுக்கான குறிப்பானாகும், மேலும் கோவிட் நோயாளிகள் பெரும்பாலும் அப்போப்டொசிஸ் மார்க்கர் காஸ்பேஸ் 3 இன் உயர்ந்த செயல்பாட்டைக் கொண்டுள்ளனர். நோயாளிகளிடமிருந்து பெறப்பட்ட மூன்று வெவ்வேறு கட்டி உயிரணுக்களில், பெருங்குடல் புற்றுநோயுடன் தொடர்புடைய கேதெப்சின் பி என்ற புரோட்டீஸைக் கண்டறிவதன் மூலம் இந்த சோதனையின் மருத்துவ திறன் நிரூபிக்கப்பட்டது.

வணிக ஃப்ளோரசன்ஸ் அடிப்படையிலான புரோட்டீஸ் சென்சார்களுடன் ஒப்பிடும்போது இந்த நானோபிரோப்கள் 100 மடங்கு அதிக ஒளிர்வு சமிக்ஞைகளை அளிக்கின்றன. மேலும், அது பிளக்கும் பெப்டைட் தெரிந்தால், கிட்டத்தட்ட எந்த புரோட்டீஸையும் கண்டறிய முடியும். ஒன்றாக எடுத்துக்கொண்டால், இந்த நானோபிரோப்கள் ஆரம்பகால நோயைக் கண்டறிவதற்கும், மல்டிபிளெக்சிங் மூலம் கண்டறியும் சோதனைகளின் துல்லியம் மற்றும் நம்பகத்தன்மையை மேம்படுத்துவதற்கும் சாத்தியமுள்ளது.

Source link

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *