Selvlysende DNA-opfindelse peger mod lynhurtig diagnose – Københavns Universitet

SCIENCE > Presse > Nyheder > 2012 > Selvlysende DNA-opfind...

09. oktober 2012

Selvlysende DNA-opfindelse peger mod lynhurtig diagnose

Sygdomme som kræft efterlader genetiske spor i kroppen præcist som kriminelle efterlader dna på et gerningssted. Men metoder til at påvise de dna-lignende sygdomsspor miRNA er både langsommelige og dyre. Nu har en kemiker og en biolog fra Københavns Universitet opfundet en metode, der lover at forkorte laboratoriearbejdet markant med metoder, som er billige og et analyseapparat, der er nemt at bruge.

Tom Vosch, Kemisk Institut og Seong Wook Yang, Institut for plantebiologi og plantebioteknologi

Hurtigt, nemt og elegant

Kemiforskeren Tom Vosch og den molekylære plantebiolog Seong Wook Yang opfandt en dna-måler der kobler genetisk materiale med et selvlysende molekyle, der slukkes, hvis gener fra den specifikke sygdom er til stede. Detaljer om deres opfindelse, Silver Nano cluster dna-probes (Sølv-nano-klynge dna- sonde), er offentliggjort i det højt profilerede videnskabelige tidsskrift ACS NANO, og Tom Vosch er forståeligt begejstret for den nye diagnosemetode.

"Det er en usædvanligt nem og elegant screeningsmetode

Tom Vosch, Kemisk Institut

Vi har opfundet en sonde, som udelukkende sender lys ud, så længe prøven er fri for sygdoms-dna, det er en usædvanligt nem og elegant screeningsmetode til at konstatere om en bestemt sygdom er til stede”, siger Vosch fra Kemisk Instituts Nano Science Centre.

DNA beviser hjælper med at opspore sygdom

Man kan sige, at opfinderne har ladet sig inspirere af kriminal-efterforskning. I mordsager bruger politiets teknikere dna-spor til at identificere drabsmanden. På samme måde vil en sygdom, der angriber en patient efterlade sig genetiske spor i offeret. Forskellige sygdomme har forskellige miRNA profiler. Derfor er fundet af en bestemt profil et håndfast bevis for, hvad patienten fejler.

Genetiske magneter klæber til modsætninger

Den nye eftersporingsmetode udnytter genernes naturlige virkemåde. En enkelt dna-streng består af molekyler, såkaldte basepar, der er ordnet efter et unikt mønster. Når to enkeltstrenge finder sammen i den berømte dobbeltspiral, gør de det ved at klæbe til komplementære kopier af sig selv. miRNA strenge føjer sig også uhyre præcist sammen. Men det blev først muligt at påvise sammenkoblingen da Vosch og yang slog deres evner sammen.

En ægte lyseslukker

Tom Vosch har specialiseret sig i lysende molekyler. Seong Wook Yang fra Institut for plantebiologi og plantebioteknologi i miRNA. Sammen fandt de ud af, hvordan man kunne hæfte lysende molekyler på DNA-sensorer til at påvise miRNA. Vosch og Yang opdagede, at når deres lysende dna-sensorer hæfter til det korrekte miRNA bliver lyset slukket. Med andre ord. Når lyset går ud, er morderen i huset.

Sandsynlig vej til lynhurtige cancerdiagnoser

Vosch og Yang har testet deres Sølv-nano-klynge dna- sonder på otte forskellige former for genetisk materiale, og påvist at metoden virker uden problemer med de seks. Og endnu vigtigere. De har fundet metoder til at fixe dem, der først ikke virkede. Det tegner til, at deres metode vil kunne bruges til at påvise næsten alle typer miRNA, sandsynligvis også for kræftrelaterede miRNA. Og den er hurtig. Den mest udbredte form for eksisterende miRNA påvisning kræver to hele døgns laboratoriearbejde. Med den nye metode går der højst seks timer.

Menneske ved et tilfælde

Det kan virke oplagt at tænke i lægevidenskabelige baner, når man står med en ny forskningsmetode, der er hurtig, præcis og billig. Men fra starten var det slet ikke meningen, at den nye metode skulle bruges til mennesker, siger Yang.

Da vi begyndte at udvikle sonden, ville jeg egentlig bare finde en hurtig og billig metode til at påvise miRNA i planter,” forklarer Seong Wook Yang, og Vosch fortsætter.

Jeg har studeret selvlysende sølv-nanoklynger i årevis. Sammenkoblingen med Yangs ekspertise i miRNA og resten af hans biologiske værktøjskasse, viste sig at være utroligt frugtbart,”slutter Vosch.

Links til publikationerne:

https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/nn302633q

https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/ac201903n