p (PhysOrg.com) - Usando um sistema de canais nanofluídicos e microscopia de fluorescência multicolor, uma equipe de pesquisadores da Cornell University desenvolveu um método que analisa a ligação de DNA e proteínas de ligação a DNA conhecidas como histonas em locais específicos ao longo de moléculas de DNA individuais. Os dados gerados usando este método fornecem informações sobre o chamado estado epigenético de uma célula, que refletem as diferenças nos genes que uma determinada célula está expressando a qualquer momento. p Este esforço de pesquisa foi liderado por Paul Soloway, Ph.D., e Harold Craighead, Ph.D., que também é o investigador principal do Cornell University Physical Sciences-Oncology Center, um dos oito centros recém-criados financiados pelo Instituto Nacional do Câncer para identificar e estudar as leis e princípios físicos e biológicos que orientam o desenvolvimento e a disseminação do câncer. Os investigadores publicaram os resultados deste projeto no jornal Química Analítica.

p Cada célula do corpo contém o mesmo projeto genético, mas o que diferencia uma célula do fígado de uma célula do coração é uma série de modificações de DNA, como metilação, que determina o conjunto específico de genes que são expressos em um tipo específico de célula. Essas modificações são conhecidas como epigenéticas, ao invés de genético, muda, uma vez que não alteram a sequência de DNA, apenas suas propriedades estruturais. Essas mudanças estruturais determinam quais genes são acessíveis às muitas proteínas envolvidas na transformação da informação genética em proteínas específicas.

p Existem muitas técnicas que os pesquisadores podem usar para sondar essas mudanças epigenéticas, mas esses métodos requerem um grande número de células, e assim, produzir uma imagem média do estado epigenético. Além disso, essas técnicas não podem pesquisar todo o genoma, nem podem examinar dois tipos diferentes de alterações epigenéticas simultaneamente.

p Para resolver essas limitações, a equipe de Cornell criou um dispositivo nanofluídico capaz de fluir moléculas individuais de DNA através de um canal e passar por um detector que pode registrar e analisar a fluorescência do DNA e suas proteínas associadas em tempo real. Os pesquisadores também demonstraram que podem retirar as proteínas do DNA, rotule-o com uma molécula fluorescente que se liga a bases metiladas, e detectar locais específicos de metilação do DNA.

p Neste conjunto de experimentos, os pesquisadores usaram seu sistema nanofluídico para revelar a frequência e a coincidência de mudanças epigenéticas em moléculas de DNA individuais. Os investigadores acreditam, Contudo, que eles serão capazes de modificar o dispositivo para classificar rapidamente as estruturas da proteína do DNA com base em suas assinaturas epigenéticas. Os fragmentos de cromatina classificados poderiam então ser mais estudados usando todas as ferramentas de DNA, incluindo sequenciamento de DNA.

p seu trabalho é detalhado em um artigo intitulado, "Single Molecule Epigenetic Analysis in a Nanofluidic Channel." Um resumo deste artigo está disponível no site da revista.