طراحی و سنتز نانوخوشه‌های نقره بر پایه داربست DNA در تشخیص microRNA-103

نویسندگان

گروه مهندسی علوم زیستی، دانشکده علوم و فنون نوین، دانشگاه تهران، تهران، ایران

چکیده
میکروRNAها ریبونوکلئیک‌اسیدهای تک‌رشته‌ای هستند که نقش‌های مهمی در فرآیندهای طبیعی سلول‌ها دارند و در برخی بیماری‌ها میزان بیان آنها تغییر می‌کند، در نتیجه می‌توان از آنها برای تشخیص بیماری‌ها استفاده کرد. بنابراین روش‌هایی برای شناسایی دقیق و حساس آنها ضروری است. در سال‌های اخیر، طراحی پروب‌های فلورسنت مبتنی بر نانوخوشه‌های فلزی و کاربرد موفق آنها در تشخیص هدف‌های مختلف همچون miRNA، ssDNA و یون‌های فلزی، توسعه یافته است. نانوخوشه‌های فلزی بر پایه داربست DNA دارای ویژگی‌هایی همچون پایداری نوری عالی، اندازه کمتر از نانومتر، سمیت کم و زیست‌سازگاری هستند؛ بنابراین گزینه مناسبی برای مطالعات زیستی هستند. در این پروژه برای اولین‌بار از نانوخوشه‌های نقره مبنی بر DNA استفاده شده است که در حضور توالی هدف(miR_۱۰۳) که بیومارکری برای تشخیص زودهنگام سرطان روده بزرگ است، نشر آنها افزایش یافت. نانوخوشه‌ها به روش کاهش شیمیایی تولید شدند و خصوصیات آنها با تکنیک‌های تصویربرداری الکترونی عبوری (TEM) و پراکندگی دینامیکی نور (DLS) مورد بررسی قرار گرفت. حد تشخیص در نانوزیست حسگر طراحی‌شده ۰/۶۴پیکومولار است و می‌تواند به‌عنوان ابزاری برای بررسی microRNAها در نمونه‌های زیستی و تشخیص‌های کلینیکی زودهنگام با دقت و حساسیت بالا به کار گرفته شود.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


Calin GA, Sevignani C, Dumitru CD, Hyslop T, Noch E, Yendamuri S, et al. Human microRNA genes are frequently located at fragile sites and genomic regions involved in cancers. Proc Natl Acad Sci U S A. 2004;101(9):2999-3004. [Link] [DOI:10.1073/pnas.0307323101]
Esquela-Kerscher A, Slack FJ. Oncomirs - microRNAs with a role in cancer. Nat Rev Cancer. 2006;6(4):259-69. [Link] [DOI:10.1038/nrc1840]
Cheng FF, He TT, Miao HT, Shi JJ, Jiang LP, Zhu JJ. Electron transfer mediated electrochemical biosensor for microRNAs detection based on metal ion functionalized titanium phosphate nanospheres at attomole level. ACS Appl Mater Interfaces. 2015;7(4):2979-85. [Link] [DOI:10.1021/am508690x]
Vaisocherová H, Šípová H, Víšová I, Bocková M, Špringer T, Ermini ML, et al. Rapid and sensitive detection of multiple microRNAs in cell lysate by low-fouling surface plasmon resonance biosensor. Biosens Bioelectron. 2015;70:226-31. [Link] [DOI:10.1016/j.bios.2015.03.038]
Yuan Z, Chen YC, Li HW, Chang HT. Fluorescent silver nanoclusters stabilized by DNA scaffolds. Chem Commun (Camb). 2014;50(69):9800-15. [Link] [DOI:10.1039/C4CC02981J]
Walczak S, Morishita K, Ahmed M, Liu J. Towards understanding of poly-guanine activated fluorescent silver nanoclusters. Nanotechnology. 2014;25(15):155501. [Link] [DOI:10.1088/0957-4484/25/15/155501]
Zhu Y, Hu XC, Shi S, Gao RR, Huang HL, Zhu YY, et al. Ultrasensitive and universal fluorescent aptasensor for the detection of biomolecules (ATP, adenosine and thrombin) based on DNA/Ag nanoclusters fluorescence light-up system. Biosens Bioelectron. 2016;79:205-12. [Link] [DOI:10.1016/j.bios.2015.12.015]
Motevali Zade Ardakani A, Boromand M .Cancer and prevention ways. Tehran: Gooya House of Art and Culture; 2013. [Persian] [Link]
Taherian H, Tafvizi F, Tahmasebi Fard ZT, Abdirad A. Lack of association between human papillomavirus infection and colorectal cancer. Przegla̜d Gastroenterologiczny. 2014;9(5):280-4. [Link] [DOI:10.5114/pg.2014.46163]
Wagner PD, Verma M, Srivastava S. Challenges for biomarkers in cancer detection. Ann N Y Acad Sci. 2004;1022:9-16. [Link] [DOI:10.1196/annals.1318.003]
Wu X, Xu X, Li S, Wu S, Chen R, Jiang Q, et al. Identification and validation of potential biomarkers for the detection of dysregulated microRNA by qPCR in patients with colorectal adenocarcinoma. PLoS One. 2015;10(3):e0120024. [Link] [DOI:10.1371/journal.pone.0120024]
Wang S, Xiang J, Li Z, Lu S, Hu J, Gao X, et al. A plasma microRNA panel for early detection of colorectal cancer. Int J Cancer. 2015;136(1):152-61. [Link] [DOI:10.1002/ijc.28136]
Moncini S, Salvi A, Zuccotti P, Viero G, Quattrone A, Barlati S, et al. The role of miR-103 and miR-107 in regulation of CDK5R1 expression and in cellular migration. PLoS One. 2011;6(5):e20038. [Link] [DOI:10.1371/journal.pone.0020038]
Richards CI, Choi S, Hsiang JC, Antoku Y, Vosch T, Bongiorno A, et al. Oligonucleotide-stabilized Ag nanocluster fluorophores. J Am Chem Soc. 2008;130(15):5038-9. [Link] [DOI:10.1021/ja8005644]
Hosseini M, Akbari A, Ganjali MR, Dadmehr M, Rezayan AH. A novel label-free microRNA-155 detection on the basis of fluorescent silver nanoclusters. J Fluoresc. 2015;25(4):925-9. [Link] [DOI:10.1007/s10895-015-1574-5]
Yang X, Gan L, Han L, Wang E, Wang J. High-yield synthesis of silver nanoclusters protected by DNA monomers and DFT prediction of their photoluminescence properties. Angew Chem Int Ed Engl. 2013;52(7):2022-6 [Link] [DOI:10.1002/anie.201205929]
Dong H, Lei J, Ding L, Wen Y, Ju H, Zhang X. MicroRNA: Function, detection, and bioanalysis. Chem Rev. 2013;113(8):6207-33. [Link] [DOI:10.1021/cr300362f]