Kanserin Erken Teşhisinde Nano gözenekli Yapıların Rolü: DNA Metilasyonu
Kanserin erken teşhisi, DNA’da değişimlerin başlamasıyla tanı ve tedaviye yönelik çalışmaların artmasının yanı sıra hastalığı daha iyi anlamamıza yardımcı olabilir. Illinois Üniversitesi’nde bulunan araştırmacılar, kanser için bir uyarı işareti niteliğinde benzeri görülmemiş bir çözüm sunarak DNA’ya küçük eklemeleri tanıyan, sayan, haritalandıran ve “metilasyonlar” şeklinde isimlendirdikleri yeni bir yöntem geliştirdiler (npj 2D Materials and Applications dergisi).
Yöntem, DNA ipliklerinin nano gözenek (nanopor) olarak adlandırılan küçük bir boşluk boyunca içinden elektrik akımı uygulanarak atomik olarak maddenin ince bir tabakası halinde geçmesi esasına dayanır.
Bir ya da birkaç metilasyonun çok önemli olmadığına ancak bu sayının artması ve yapıların yakınlaşarak birlikte çoğalmasının kötüleşmeye işaret olduğuna dikkat çeken Prof.Dr. Jean-Pierre Leburton (Elektrik ve Bilgisayar Mühendisliği Bölümü, Illinois Üniversitesi), aslında DNA metilasyonun kanseri başlatan bir proses olduğunu belirtti. Böylelikle, sayılarını tespit etmeleri durumunda ve yakınlaşmalarını gözlemlediklerinde kanserin evresi hakkında yorum yapabileceklerini ifade etti.
Metilasyonu belirlemek için nano gözenekli yapıları kullandıkları diğer girişimler yetersiz kalmaktaydı. Araştırmacılar, sadece bir atom ya da molekül kalınlığında malzemenin düz bir tabakasında küçük bir delik açarak işe başladı. Nano gözenekli yapı tuzlu solüsyona daldırıldı ve elektrik akımı DNA molekülünün yapı boyunca geçmesi için uygulandı. Araştırmacılar da bu durumu metil grubunun geçtiği bir işaret olarak yorumladı. Ancak Leburton, iki ya da üçünün bir araya gelmesini yapının tek bir sinyal şeklinde algıladığını dile getirdi.
Çalışma grubu ise biraz daha farklı bir yaklaşım denedi; yapıyı çevreleyen iletken tabakaya doğrudan bir akım uyguladı. Prof.Dr. Klaus Schulten (Fizik Bölümü, Illinois Üniversitesi), metillenen DNA’da denendiği üzere grafen ve molibden disülfit gibi farklı malzemelere akım uygulayarak test etmek için ileri simülasyon tekniğini kullandı.
Simülasyonlarının membran boyunca akımı ölçtüğünü gösterdiğini ve metilasyona uğrayan iki yapının bir araya gelmesinin sadece 10 baz çifti uzağında olsa bile iki eğim meydana getirip çakışma gözlenmedğini belirten Leburton, ayrıca oluşturdukları haritada metilasyonların sayılarını ve gerçekleştiği yeri tanımlayabildiklerini açıkladı.
Araştırma grubu, DNA’nın iplik yapısını geliştirmek, elektrik sinyalindeki gürültüyü azaltmak ve simülasyonlarının doğruluğunun tespitini gerçekleştirmek için çalışmalarını sürdürüyor.
Kaynak: illinois.edu
