Scienziati in Giappone hanno sviluppato un modo per amplificare il DNA su una scala adatta per l'uso nei campi emergenti dell'informatica basata sul DNA e della robotica molecolare. Consentendo il rilevamento dell'acido nucleico altamente sensibile, il loro metodo potrebbe migliorare la diagnostica delle malattie e accelerare lo sviluppo di biosensori, Per esempio, per applicazioni alimentari e ambientali.

Ricercatori del Tokyo Institute of Technology (Tokyo Tech), Abbott Japan Co., srl, e l'Università di Elettrocomunicazioni, Giappone, segnalare un modo per ottenere un'amplificazione del DNA di milioni di volte e un'ibridazione mirata che funzioni a temperatura corporea (37 ° C/98,6 ° F).

Il metodo, denominata L-TEAM (amplificazione a bassa temperatura), è il risultato di oltre cinque anni di ricerca e offre numerosi vantaggi rispetto alla PCR tradizionale, la tecnica dominante utilizzata per amplificare i segmenti di DNA di interesse.

Con il suo facile utilizzo, design "una pentola", L-TEAM evita la necessità di fasi di riscaldamento e raffreddamento e apparecchiature specializzate solitamente associate alla PCR. Ciò significa che è un efficiente, metodo economico che può prevenire in modo importante la denaturazione delle proteine, aprendo così una nuova strada per l'analisi in tempo reale delle cellule viventi.

Nel loro studio pubblicato in Chimica organica e biomolecolare , i ricercatori hanno introdotto molecole sintetiche chiamate acidi nucleici bloccati (LNA) nei filamenti di DNA, poiché queste molecole sono note per aiutare a raggiungere una maggiore stabilità durante l'ibridazione.

L'aggiunta di LNA ha portato a un inaspettato, ma benefico, risultato. Il team ha osservato un livello ridotto di amplificazione "perdita", un tipo di amplificazione non specifica che è stata a lungo un problema negli studi di amplificazione del DNA in quanto può portare a un errore nella diagnosi della malattia, questo è, un falso positivo.

"Siamo rimasti sorpresi di scoprire il nuovo effetto dell'LNA nel superare il comune problema di perdite nelle reazioni di amplificazione del DNA, "dice Ken Komiya, assistente professore presso la Tokyo Tech's School of Computing. "Abbiamo in programma di studiare in dettaglio i meccanismi alla base dell'amplificazione delle perdite e migliorare ulteriormente la sensibilità e la velocità di L-TEAM".

Nel futuro prossimo, il metodo potrebbe essere utilizzato per rilevare acidi nucleici corti come il microRNA per la diagnostica medica. In particolare, potrebbe facilitare i test point-of-care e la diagnosi precoce delle malattie. I microRNA sono ora sempre più riconosciuti come biomarcatori promettenti per il rilevamento del cancro e potrebbero essere la chiave per scoprire molti altri aspetti della salute umana e delle scienze ambientali.

Inoltre, Komiya spiega che L-TEAM apre la strada all'uso pratico del DNA computing e della robotica molecolare controllata dal DNA. "La motivazione originale alla base di questo lavoro è stata la costruzione di un nuovo modulo amplificato che è essenziale per costruire sistemi molecolari avanzati, " dice. "Tali sistemi potrebbero fornire approfondimenti sul principio operativo alla base degli esseri viventi".