پژوهشگران دانشگاه تربیت مدرس در طرحی تحقیقاتی امکان توالی یابی بهتر مولکول‌های DNA را مورد بررسی قرار داده‌اند.
به گزارش خبرگزاری مهر به نقل از ستاد ویژه توسعه فناوری نانو، مولکول دی ان ای موجود در هسته سلول‌های موجودات، حاوی اطلاعات ژنتیکی بسیار مهمی است. در حقیقت تمام مشخصات جسمی و روانی هر موجود نتیجه ژن‌هایی است که در توالیدی ان ای آن موجود ذخیره شده است.
خواندن توالی دی ان ای هر فردی، مشخصات مهمی درباره گذشته و آینده او ارائه خواهد کرد. به عنوان مثال تکرار نوع خاصی از جملات در توالی مولکلول دی ان ای نشان دهنده امکان ابتلای فرد به بیماری آلزایمر است. در نتیجه، یکی از گام‌های مهم تشخیص، پیشگیری و درمان بیماری‌ها هر فرد از طریق توالی یابی ملکول دی ان ای آن فرد است.
در حال حاضر توالی یابی مولکول دی ان ای با هزینه‌های زیاد و در مدت زمان طولانی و تنها در آزمایشگاه‌های پیشرفته قابل انجام است. لذا هدف از انجام این تحقیق استفاده از ساختارهای نانومتری جهت بررسی امکان توالی یابی مولکول دی ان ای به وسیله‌ی امواج پلاسمونی بوده است.
به گفته یکی از محققان این گروه، نتایج این تحقیق نشان می‌دهد که از نظر تئوری امکان توالی یابی ملکول دی ان ای با سرعت بالا توسط امواج پلاسمونی محلی در ساختارهای حفره‌ای و پروانه‌ای امکان پذیر است.
به نظر می‌رسد استفاده از امواج پلاسمونی بتواند مشکلات اساسی توالی یابی دی ان ای را حل کند. در پی استفاده از این امواج کاهش ابعاد وسیله آزمایشگاهی، افزایش سرعت و دقت توالی یابی و همچنین کاهش احتمالی هزینه توالی یابی ایجاد خواهد شد که منجر به انقلابی بزرگ در مهندسی ژنتیک و پزشکی می‌شود. گسترش ادواتی با این مشخصات مهم‌ترین گام در جهت فردی سازی علم پزشکی در آینده خواهد بود.
در این تحقیق که به صورت تئوری و محاسباتی انجام شده، سه نوع ساختار حفره، پروانه‌ای و ساختار ترکیبی حفره-پروانه شکل مورد مطالعه قرار گرفته‌اند. همچنین با توجه به جذب زیاد مولکول دی ان ای در طول موج‌های فرابفش، از موادی مانند گرافن، آلومینیوم، کروم و رودیوم استفاده شده است که قابلیت تحریک امواج پلاسمونی محلی در طول موج‌های فرابنفش را داشته باشند.
در این مطالعه نانوساختارهایی از مواد مختلف پیشنهاد شده است که قادرند سرعت و دقت توالی یابی دی ان ای را افزایش دهند. نتایج این تحقیق دریچه‌ای است برای فعالیت‌های تجربی به سوی نسل جدیدی از توالی یاب‌های سریع دی ان ای.
این تحقیقات حاصل تلاش‌های بشیر فتوحی و وحید فرامرزی- دانشجویان دکترای مهندسی برق دانشگاه تربیت مدرس و دکتر وحید احمدی، عضو هیأت علمی دانشگاه تربیت مدرس است. نتایج این کار در مجله (Optics Letters (جلد ۴۱، شماره ۱۸، سال۲۰۱۶، صفحات ۴۲۲۹ تا ۴۲۳۲با ضریب تاثیر ۳.۰۴ (Imapct Factor=۳.۰۴) منتشر شده است.
