محققان دانشگاه ايالتي کاروليناي شمالي دريافته‌اند که نانوذرات طلا با بار مثبت جزئي مي‌توانند دو رشته DNA را از هم باز کنند. اين يافته‌ها مي‌تواند در تحقيقات ژن‌درماني و حوزه جديد الکترونيک مبتني بر DNA مورد استفاده قرار بگيرد.

دکتر آناتولي ملچکو استاديار علوم و مهندسي مواد اين دانشگاه مي‌گويد: «ما اين کار را با هدف توسعه روش‌‌هاي بسته‌بندي مواد ژنتيکي براي ژن‌درماني آغاز کرديم». ژن‌درماني روشي براي درمان بيماري‌هاي خاص با تغيير DNA سلول‌هاي مربوطه است.

اين محققان نانوذرات طلا با قطر تقريبي 5/1 نانومتر را به يک محلول حاوي DNA دورشته‌اي اضافه کردند. اين نانوذرات با مولکول‌هاي آلي به‌نام ليگاند پوشيده شده بودند. برخي از اين ليگاندها داراي بار مثبت، و برخي ديگر آبگريز بودند.

چون نانوذرات داراي بار مثبت جزئي بوده و DNA نيز همواره داراي بار منفي است، اين دو جزء درون محلول به سمت يکديگر کشيده شده و مجموعه‌هاي پيچيده‌اي را شکل دادند.
خوشه‌اي شدن نانوذرات موجب باز شدن دو رشته DNA از هم مي‌شود.
ملچکو مي‌گويد: «ما دريافتيم که دو رشته‌اي DNA توسط نانوذرات طلا از هم باز مي‌شود». همانگونه که پيش‌بيني مي‌شد، ليگاندهاي داراي بار مثبت روي نانوذرات به DNA متصل شدند، اما ليگاندهاي آبگريز کنار يکديگر تجمع نمودند. اين تجمع موجب خوشه‌اي شدن نانوذرات شده و اين نانوذرات رشته‌هاي DNA را کشيده و از هم جدا کردند. (مثل باز کردن زيپ).

دکتر ياروسلاوا يينگلينگ استاديار علوم و مهندسي مواد و يکي ديگر از نويسندگان اين مقاله مي‌گويد: «ما همچنان بر اين باوريم که نانوذرات طلا مي‌توانند در ژن‌درماني مورد استفاده قرار بگيرند. اما روشن است که ما بايد ليگاندها، بار و شيمي اين مواد را تنظيم کنيم تا مطمئن شويم يکپارچگي ساختاري DNA از هم نمي‌پاشد».

اين تحقيقات همچنين به حوزه الکترونيک مبتني بر DNA نيز مربوط است. محققان اميدوارند بتوانند از DNA به‌عنوان بستري براي ساخت مدارات الکترونيکي استفاده کنند. يکي از کارهايي که در اين عرصه انجام مي‌شود، نشاندن نانوذرات فلزي روي DNA است؛ اين پژوهش جديد نشان مي‌دهد که بايد توجه زيادي به ويژگي‌هاي اين نانوذرات معطوف داشت، زيرا اين خطر وجود دارد که افزودن اين نانوذرات انسجام ساختاري DNA را به‌هم بريزد.

جزئيات اين کار در مقاله با عنوان:
“Weakly Charged Cationic Nanoparticles Induce DNA Bending and Strand Separation"
در مجله Advanced Materials منتشر شده است.