杜克大学的生物医学工程师设计了一种方法,可以同时检测从组织样本中提取的 RNA 中是否存在多个特定的 microRNA,而无需标记或目标扩增。该技术可用于识别癌症和其他疾病的早期生物标志物,而不需要当前技术所需的复杂、耗时、昂贵的过程和特殊实验室设备。
结果于 5 月 4 日在线发表在《分析师》杂志上。
“我实验室的一般研究重点是在人们知道自己生病之前及早发现疾病,”菲茨帕特里克光子学研究所所长 Tuan Vo-Dinh 和 R. Eugene 和 Susie E.杜克大学古德森生物医学工程特聘教授。“要做到这一点,你需要能够向上游,在基因组水平上,观察像 microRNA 这样的生物标志物。”
MicroRNA 是短的 RNA 分子,可与信使 RNA 结合并阻止它们将指令传递给人体的蛋白质生产机器。这可以有效地沉默某些 DNA 片段或调节基因表达,从而改变某些生物功能的行为。在人类中发现了 2000 多种影响发育、分化、生长和新陈代谢的 microRNA。
随着研究人员发现并更多地了解这些微小的基因包,许多 microRNA 与生物功能的失调有关,导致从脑瘤到阿尔茨海默氏症等疾病。这些发现导致人们越来越关注使用 microRNA 作为疾病生物标志物和治疗靶点。由于身体样本中存在极少量的 miRNA,研究它们的传统方法需要基因扩增过程,例如定量逆转录 PCR (qRT-PCR) 和 RNA 测序。
虽然这些技术在设备精良的实验室和可能需要数月或数年的研究中表现出色,但它们不太适合在诊所或野外获得快速诊断结果。为了弥合适用性方面的差距,Vo-Dinh 和他的同事们正在转向镀银金纳米星。
“金纳米星有多个尖峰,可以作为增强电磁波的避雷针,这是粒子形状的一个独特特征,”同时在杜克化学任教的 Vo-Dinh 说。“我们的微型纳米传感器,称为‘反分子哨兵’,利用这种能力来产生多个 microRNA 存在的清晰信号。”