Guld och DNA ska upptäcka sjukdomar

NYHET

Publicerad 2018-02-12

I ett samarbete mellan KTH och Stockholms universitet har forskare byggt nanotrådar av guld ovanpå DNA-molekyler. Dessa trådar, som formas på DNA i en utvald sekvens, utgör en struktur i sig som kortsluter vid elektrisk kontakt och därmed blir ytterst känsliga och snabba sensorer för att detektera biomarkörer.

En biomarkör, eller biologisk markör, kan mätas i blod eller vävnad och ger information om människokroppens tillstånd. Biomarkörer används i olika sammanhang, till exempel för att ställa sjukdomsdiagnoser, och därför är det viktigt att snabbt och effektivt kunna upptäcka dem.

Det är av den anledningen som forskare nu genom att sträcka DNA-molekyler genom hålen i ett poröst material lyckats använda dem som matrismaterial för bildandet av guldtrådar. Detta för att sedan exempelvis kunna använda dem som just snabba och känsliga biosensorer.

Bakom tillvägagångssättet står bland annat professorerna Wouter van der Wijngaart på KTH och Mats Nilsson på Stockholms universitet och Scilifelab.

Wouter van der Wijngaart berättar att forskarna först förankrat korta DNA-molekyler på ytan av ett membran gjort av polykarbonat. Därefter förlängs de korta DNA-molekylerna till att bli jättelånga, som sedan dras genom porerna med hjälp av vakuumtorkning. Genom att skölja membranet med en lösning bestående av pyttesmå guldpartiklar i nanometerstorlek som bara kan binda sig till DNA-molekyler i viss sekvens, har forskarna fått guldnanotrådarna genom membranet.

Vad är då utsträckt DNA - streched DNA?

– DNA rullar ihop sig naturligt, precis som ett garnnystan. För att skapa användbara trådstrukturer så behöver vi sträcka ut garnnystanet till en lång tråd, alltså utsträckt DNA.
 
Vanliga DNA-molekyler är mycket långa, i människan cirka 3 meter om de skulle sträckas ut. Wouter van der Wijngaart och de andra forskarna använder sig dock av konstgjort DNA.
 
– Likväl så rullar DNA:et ihop sig, men slumpmässigt.

Har detta gjorts tidigare? Finns det liknande metoder för att snabbt detektera biomarkörer? Vad är i så fall skillnad mot er metod?

– Ja, detta har gjorts tidigare, men bara på släta ytor. Detta betyder att tidigare sätt att göra detta på varit begränsade. Bland annat har man då behövs 100 gånger så mycket DNA till att börja med. När det kommer till att använda nanotrådarna för att detektera olika biomarkörer så kan vår lösning vara 100 gånger bättre på att upptäcka dessa, säger Wouter van der Wijngaart.

Han tillägger att det är väsentligt enklare att sträcka DNA:et med deras nya metod, och dessutom passar den nya metoden mycket bättre till att mäta flera biomarkörer samtidigt, så kallad multiplexade mätningar. Detta är viktigt i framtidens medicin, där man vill kunna mäta tiotals eller kanske hundratals biomarkörer samtidigt.

Förutom Wouter van der Wijngaart och Mats Nilsson har även forskarna Maoxiang Guo (KTH) och Iván Hernández-Neuta samt Narayanan Madaboosi (Stockholms universitet) varit involverade i arbetet.

Forskningsarbetet har bland annat finansierats av China Scholarship Council och Vetenskapsrådet.

Arbetet har precis uppmärksammas via en akademisk publicering i den vetenskapliga tidskriften Microsystems and Nanoengineering (Nature Publishing Group). Här hittar du artikeln.

Text: Peter Ardell

För mer information, kontakta Wouter van der Wijngaart på 073 - 325 40 21 / wouter@kth.se eller Mats Nilsson på mats.nilsson@scilifelab.se.

Till sidans topp