p Em menos de um segundo, um pequeno sensor usado na pesquisa química do cérebro pode detectar as moléculas-chave que fornecem as instruções genéticas para a vida, RNA e DNA, mostra um novo estudo da American University. p Os pesquisadores da AU acreditam que o sensor é uma ferramenta útil para cientistas envolvidos em pesquisas clínicas para medir o metabolismo do DNA, e que o sensor pode ser uma maneira rápida para os médicos de laboratório distinguirem amostras "saudáveis" de "doentes" e determinar se um patógeno é fúngico, bacteriana, ou viral, antes de realizar análises adicionais.

p Para explorar se os sensores podem detectar RNA e DNA, Alexander Zestos, professor assistente de química, juntou-se a John Bracht, professor associado de biologia, para testar um novo método para detecção de RNA e DNA. Ambos os professores fazem parte do Centro de Neurociência e Comportamento da UA, que reúne pesquisadores de diversas áreas para investigar o cérebro e seu papel no comportamento.

p O novo eletrodo mede RNA e DNA

p Os sensores, também conhecido como microeletrodos de fibra de carbono, permitem que pesquisadores como Zestos realizem medições precisas de substâncias químicas no cérebro. Os pesquisadores podem aprender mais sobre os complexos circuitos do cérebro de vias neurais e neurotransmissores, substâncias químicas no cérebro que transmitem mensagens ao longo de um determinado caminho.

p Zestos e Bracht usaram um microeletrodo de fibra de carbono típico com voltametria cíclica de varredura rápida, o mesmo tipo de sensor usado para detectar dopamina no cérebro. O trabalho de Zestos frequentemente envolve o uso de sensores para detectar e medir a dopamina no cérebro, porque o neurotransmissor figura em uma ampla gama de atividades no sistema nervoso, de movimentos corporais a respostas emocionais.

p Os pesquisadores modificaram o sensor com um eletrodo especializado. Eles não tinham certeza de que funcionaria, e ficamos surpresos quando o eletrodo, ou forma de onda, detectou os picos oxidativos de adenosina e guanosina, dois dos blocos de construção do DNA. O tempo de detecção é rápido, ocorrendo em menos de um segundo. Os métodos de pesquisa foram verificados usando RNA e DNA animal e sintético.

p Uma ferramenta de pesquisa e pré-diagnóstico

p No curto prazo, Bracht e Zestos consideram a ferramenta útil na pesquisa clínica. Os pesquisadores que usam a ferramenta podem obter informações úteis sobre os ácidos nucléicos e medir as proporções relativas de adenosina, guanosina e citidina, outra nucleobase de DNA. Do tamanho de um fio de cabelo humano, o sensor é pequeno o suficiente para ser implantado nas células, tecido, ou em organismos vivos. O sensor pode detectar DNA ou RNA em qualquer amostra de fluido, incluindo gotículas líquidas, saliva, sangue ou urina.

p O sensor também pode ser usado como um pré-diagnóstico. O início da doença ou infecção fúngica pode causar um rápido aumento nos ácidos nucléicos, que o sensor pode medir, e possivelmente prever infecções rápidas, disseram os pesquisadores. Pode levar até um dia ou mais para os resultados dos testes para coronavírus, por exemplo.

p "Sensores eletroquímicos podem ser usados ​​para avaliar amostras antes de métodos baseados em sequência, "Bracht disse." Podemos imaginar vários casos em que clinicamente é útil medir rapidamente o DNA ou RNA em uma amostra antes do sequenciamento posterior. Por exemplo, pode ser usado quando há muitas amostras para verificar rapidamente antes de fazer testes mais extensos. "

p Uma limitação atual é que o sensor precisará detectar mais do que apenas os filamentos de DNA e RNA. Para detectar um vírus específico ou para testes genéticos, o sensor precisará detectar a sequência do gene de um vírus. Uma próxima etapa da pesquisa será modificar ainda mais o sensor para ver se ele pode detectar um vírus. O sensor tem potencialmente uma variedade de aplicações para as quais pesquisas adicionais serão necessárias, inclusive dentro da ciência forense e outros campos onde os sensores desempenham um papel proeminente.

p "Também pensamos se podemos medir o metabolismo do DNA dentro de cérebros e células vivas, "Poderíamos possivelmente usar um eletrodo para medir neurotransmissores como a dopamina e também medir DNA e RNA e seus blocos de construção em tempo real em um cérebro", disse Bracht.

p A nova pesquisa foi publicada na revista Química ACS Omega .