חדשות

שיטה חדשנית תספק מידע חשוב על שינויים גנטיים והתפתחות מחלות

הטכנולוגיה שפותחה בטכניון מאפשרת לבצע אנליזה ברמת המולקולה הבודדת של גדילי דנ"א גנומיים ארוכים במיוחד ותוביל בעתיד לזיהוי מחלות על בסיס שינויים שחלים ברצף הדנ"א

פרופ' עמית מלר, הפקולטה להנדסה ביו-רפואית בטכניון. "ההתקן יוביל לשיפור דרמטי ביכולתה של הקהילה המדעית לאפיין את תכונות הדנ"א הגנומי"

טכנולוגיה חדשנית שפיתח צוות מהפקולטה להנדסה ביו-רפואית בטכניון, מאפשרת לבצע אנליזה ברמת המולקולה הבודדת של גדילי דנ"א גנומיים ארוכים במיוחד. אנליזה כזו חיונית לאפיון מדויק של מולקולות הדנ"א ותוביל בעתיד לזיהוי מחלות על בסיס שינויים שחלים ברצף מולקולות בודדות של הדנ"א.

דו"ח על המחקר הזה התפרסם במהדורת נובמבר 2019 של כתב העת ACS NANO המתמקד בנושאי ננו-טכנולוגיה ויוצא לאור מטעם החברה האמריקאית לכימיה. את העבודה המחקרית והפיתוחית הובילו פרופ' עמית מלר, הדוקטורנט שלו אדם זריהן ומנהלת מעבדת מלר, ד"ר דיאנה הוטנר.

המערכת שפותחה מכילה מערך תעלות מיקרוסקופיות המאפשרות מתיחה מבוקרת של גדילי הדנ"א הבודדים והובלתם אל חיישן נקבובי במימדים ננו-מטריים. זה חריר זעיר הנקדח בממברנת סיליקון דקיקה באמצעות קרן לייזר ממוקדת. קוטרו קטן פי 10,000 מקוטרה של שערה. כאשר גדיל הדנ"א מושחל אל תוך החריר, הוא נשאב באמצעות מתח חשמלי המעביר אותו מצד אחד לצד השני של הממברנה. מעבר זה מאפשר סריקה של מבנה הדנ"א לאורך הגדיל וכך מספק מידע חשוב על מאפייניו הגנטיים.

הטכנולוגיה להעברה של מולקולות בודדות בחיישן נקבובי פותחה על ידי פרופ' מלר עוד בעבר. כעת היא הותאמה לצורך טיפול כזה בגדילי דנ"א גנומיים ארוכים במיוחד. גדילים אלה הופקו ישירות מתאים אנושיים ומכילים מאות אלפי זוגות בסיסים.

העברה של גדילים ארוכים דרך חריר ננו-מטרי נחשבת לאתגר טכנולוגי מורכב, משום שמולקולות ביולוגיות שכאלו נוטות ללבוש צורת סליל סבוך, שבו הקצוות נחבאים. במצב זה, מציאת אחד הקצוות והשחלתו לתוך החריר הזעיר דומה למציאת קצה של חוט בפקעת סבוכה של חוט תפירה ארוך והשחלתו לתוך קוף המחט.

להערכת פרופ' מלר, ההתקן יוביל לשיפור דרמטי ביכולתה של הקהילה המדעית לאפיין את תכונות הדנ"א הגנומי ולזהות שינויים שחלים ברצף שלו וחלבונים הקשורים אליו בנקודות מפתח שונות המשפיעות על התפקוד הביולוגי של התא. בעתיד ישמשו טכנולוגיות כאלה גם לזיהוי, ברמה של מולקולת דנ"א בודדת, שונויות גנטיות הקשורות להופעת מחלות ולאבחונן על סמך דגימות זעירות.

המחקר נערך במסגרת התכנית הבינתחומית לננו-מדעים והמרכז למדעי החיים וההנדסה בטכניון, ונתמך במענקים מטעם הנציבות האירופאית למחקר (ERC) ותכנית I-Core של קרן המדע הישראלית.

נושאים קשורים:  דנא,  גנטיקה,  ביו-רפואה,  ננוטכנולוגיה,  הטכניון,  חדשות,  פרופ' עמית מלר
תגובות