علم در تعقیب مولکول‌های خرابکار

محبوبه عمیدی: مولکول‌های منفرد پروتئین در ایجاد بستر مناسب برای ظهور بیماری‌هایی مانند آلزایمر، پارکینسون و هانتینگتون نقشی کلیدی ایفا می‌کنند. در حال حاضر می‌شود با استفاده از تکنیک‌های پیچیده تصویر‌برداری که هزینه‌بر و نامطمئن هستند به بررسی رفتار این مولکول‌های زیستی پرداخت.

به گزارش تکنولوژی ریویو، محققان دانشگاه هاروارد موفق شده‌اند روشی ارزان و مطمئن را برای تعقیب این مولکول‌ها در حالت آزاد و بررسی مراحل واکنش زیستی آنها ارائه کنند.

پروتئین‌ها کوچک هستند - میانگین اندازه آنها حدود دو نانومتر است- و با سرعت درون محلول حرکت می‌کنند. به همین دلیل تعقیب آنها زیر میکروسکوپ کار ساده‌ای نیست. یکی از روش‌های فعلی برای بررسی واکنش‌های میان این مواد تثبیت یکی از مولکول‌های درگیر در واکنش روی سطحی خنثی است که در واکنش‌ها شرکت نخواهد کرد.

آدام کوهن، استادیار شیمی در دانشگاه هاروارد و برنده جایزه TR35 در سال 2007 معتقد است گرفتن آزادی عمل یکی از مولکول‌های درگیر می‌تواند رفتار آن مولکول را تغییر داده و در نتیجه تمامی واکنش‌ها را تحت‌الشعاع قرار دهد.

او و همکارانش در آزمایشگاه کوهن موفق شده‌اند یک میکروسکپ فلورسانت معمولی -از انواع میکروسکوپ‌های نوری که منبع نوری آنها پرتوهای فرابنفش هستند- را به یک دستگاه تصویر‌برداری ساده از مولکول‌های منفرد تبدیل کنند. در این تکنیک تازه که القای محدودیت با استفاده از عدسی محدب (CLIC) نامیده شده، مولکول‌ها در فضای اندکی که میان یک سطح صاف شیشه‌ای و یک عدسی محدب ایجاد شده، محصور می‌شوند.

در واقع تغییراتی مکانیکی روی میکروسکوپ اعمال شده‌اند تا این عدسی در حالی که سطح محدب آن رو به پایین قرار گرفته با محلول حاوی پروتئین‌ها که روی سطح شیشه‌ای قرار دارد برخورد کند. پروتئین‌ها در اطراف این ناحیه می‌توانند آزادانه حرکت کنند اما حضور و میزان آزادی عمل آنها در منطقه میانی که محصور شده است، بسته به ابعاد هر پروتئین متفاوت خواهد بود.

علاوه بر این با استفاده از این عدسی می‌شود عمق محلول را کنترل کرد. کاهش ارتفاع محلول باعث می‌شود امکان به هم چسبیدن مولکول‌های پروتئین و تشکیل لایه‌های پروتئینی به حداقل برسد.

جولیو فرناندز، استاد مطالعات زیست‌شناختی دانشگاه کالیفرنیا که دارد روی رفتار پروتئین‌ها تحقیق می‌کند، می‌گوید: « این روش فوق‌العاده ساده و باارزش است. سال‌هاست که داریم رفتار پروتئین‌های گرفتار روی سطح را بررسی می‌کنیم، این روش امکان رؤیت آنها در شرایطی کاملا‌طبیعی را به ما می‌دهد».

هر دستگاه تصویر‌برداری از مولکول‌های منفرد حدود 100هزار دلار ارز ش دارد اما برای استفاده از این روش تنها 200دلار هزینه خواهد شد. (CLIC) می‌تواند امکان تازه‌ای را برای بررسی مولکول‌های درگیر در تشکیل پلاک‌های عصبی منجر به ایجاد آلزایمر یا سایر بیماری‌های مشابه برای محققان فراهم کند.