(PhysOrg.com) - Investigadores de la Universidad de Pennsylvania han desarrollado un nuevo método electrónico para detectar microARN aislado de células vivas. Los microARN son una clase de pequeñas biomoléculas que controlan la expresión génica en proteínas, los "trabajadores" de la celda. Los microARN actúan uniéndose a ARN mensajeros específicos que codifican proteínas, y, al hacerlo, inhibir la síntesis de proteínas.

MicroARN, o miARN, se identificaron inicialmente en las lombrices intestinales en 1993. Desde entonces, Los biólogos han descubierto que los microARN controlan la expresión génica, y, por tanto, existe un inmenso interés en estas moléculas como posibles agentes terapéuticos para silenciar el cáncer y los genes relacionados con enfermedades.

El problema con la detección de microARN es que la cantidad de copias de microARN en las células es tan pequeña que la detección es bastante desafiante. El equipo desarrolló un método para fabricar nanoporos en las membranas de nitruro de silicio más delgadas reportadas hasta la fecha. unos 6 nm de espesor.

Primero, el equipo demostró que estos nanoporos aumentan la resolución de la señal al leer las moléculas de ADN a medida que atraviesan los poros. Después de demostrar la sensibilidad mejorada, el equipo de Penn necesitaba un método para aislar un microARN específico de las células.

Se unieron a un grupo encabezado por Larry McReynolds de New England Biolabs.

“Larry y sus colaboradores tenían un buen truco:utilizan una proteína viral llamada p19 para unir con fuerza moléculas de ARN dúplex de las dimensiones exactas de los microARN, ”Meni Wanunu, un investigador asociado en Penn, dijo. "Así que ideamos un plan que usa esta proteína para aislar cantidades muy pequeñas de microARN específicos que luego podemos cuantificar usando nuestros poros".

El equipo se centró en detectar miR122a, un microARN específico del hígado en mamíferos.

Primero demostraron que sus nanoporos son lo suficientemente confiables como para cuantificar las concentraciones de estas pequeñas moléculas que tienen solo 22 bases de largo. o 6 nm de longitud. Después de haber fabricado membranas ultrafinas grabando localmente nitruro de silicio, el grupo utilizó haces de electrones para perforar los nanoporos en la parte adelgazada de las membranas de nitruro de silicio.

“Usando poros de 3 nm de diámetro, estas moléculas de ARN dúplex simplemente se aprietan a través de los poros y, al hacerlo, cada molécula produce una buena señal electrónica, ”Dijo Wanunu. “Estuvimos encantados, las cosas salieron muy bien. Estos son los poros sintéticos más pequeños en todas las dimensiones, y es sorprendente lo estables y robustos que son. Ahora los usamos de forma rutinaria para diversas investigaciones; son nuestro nuevo estado de la técnica ".

El artículo, aparece en la portada de la edición de noviembre de 2010 de Nanotecnología de la naturaleza , muestra una molécula de microARN dúplex que pasa a través de un nanoporo muy delgado fabricado en Penn.

“Es maravilloso ver las mejoras esperadas en la relación señal / ruido utilizando estos delgados nanoporos, ”Marija Drndić, un profesor asociado de física y el líder del grupo en el proyecto, dijo. “A pesar de ser delgadas, son bastante robustos, y parecen funcionar todo el tiempo porque no tienden a atrapar contaminantes hidrófobos y permiten un flujo sin obstáculos a través de ellos. Todo esto los convierte en candidatos ideales para diversas aplicaciones biofísicas ”.

El equipo de Penn ahora está trabajando en métodos específicos para detectar otras moléculas pequeñas, además de integrar estos nanoporos con sistemas fluídicos para mejorar la sensibilidad.

La investigación fue realizada por Wanunu, Drndić Tali Dadosh y Vishva Ray de Penn, y Jingmin Jin y McReynolds de New England Biolabs.