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Nano-biotechnical components of an advanced bioanalytical microarray system

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L'analisi del DNA potenziata dalla nanotecnologia

Alcuni ricercatori finanziati dall'UE hanno migliorato la selettività di metodi di sequenziamento genetico d'avanguardia servendosi della nanotecnologia. L'applicazione immediata nel rilevamento di ceppi di Salmonella e Staphylococcus dovrebbe agevolare la rapida identificazione e il trattamento delle malattie correlate.

Salute

Il Progetto genoma umano, completato nel 2003 dopo 13 anni di ricerche in sinergia, ha rappresentato una delle imprese scientifiche più ambiziose degli ultimi 50 anni. Gli scienziati hanno mappato l'intero genoma umano, identificando tutti i geni presenti nell'acido deossiribonucleico umano (DNA). Il completamento del progetto ha condotto alla creazione di un database genetico e di strumenti di analisi a disposizione dei ricercatori, che hanno dato impulso alla rivoluzione genomica nelle bioscienze oltre a condurre a innumerevoli progressi in campo medico. Tra i più recenti strumenti impiegati dagli scienziati genetici vi è il cosiddetto microarray di DNA o chip a DNA che si compone di una superficie solida su cui sono attaccate migliaia di sequenze (sonde) di DNA diverse come pozzetti test ("spot") di DNA. Il materiale genetico campione viene "schizzato" sul chip a DNA. Solo forme complementari delle stesse sequenze (sequenze target) "si legano" fortemente, in forma molto simile a una serratura con una chiave. Pertanto il microarray di DNA può servire per identificare quali siano le sequenze genetiche presenti nei campioni e in quale grado. Alcuni ricercatori europei hanno avviato il progetto Gensensor-Nanoparts ("Nano-biotechnical components of an advanced bioanalytical microarray system") per migliorare la solidità e l'affidabilità delle tecniche relative al chip a DNA. Tra i molti risultati ottenuti, gli scienziati hanno impiegato simulazioni al computer per identificare sequenze di DNA univoche altamente specifiche rispetto a cinque microorganismi diversi, tra cui ceppi di Salmonella e Staphylococcus che possono causare problemi di salute agli esseri umani. Gli acidi nucleici bloccati (LNA - Locked nucleic acids), che traggono la loro denominazione dal fatto che si tratta di forme di acidi nucleici le cui strutture sono in un certo senso "bloccate" in sede, sono spesso utilizzati per aumentare la sensibilità e la specificità negli esperimenti con microarray di DNA. Gli scienziati del progetto si sono avvalsi della nanotecnologia per sviluppare nanobead magnetiche accoppiate da LNA per l'estrazione selettiva di sequenze di DNA target. I ricercatori di Gensensor-Nanoparts hanno così aumentato la selettività e la solidità della tecnologia di microarray di DNA nell'identificazione di ceppi di Salmonella e Staphylococcus. La tecnologia dovrebbe rivelarsi utile non solo per l'identificazione di specifici organismi ma anche nell'analisi di espressione genica.

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