p (PhysOrg.com) - Pesquisadores da Universidade da Pensilvânia desenvolveram um novo método eletrônico para detectar microRNA isolados de células vivas. MicroRNAs são uma classe de pequenas biomoléculas que controlam a expressão gênica em proteínas, os “trabalhadores” da célula. MicroRNAs agem ligando-se a RNAs mensageiros específicos que codificam para proteínas, e, ao fazê-lo, inibir a síntese de proteínas. p MicroRNAs, ou miRNAs, foram inicialmente identificados em lombrigas em 1993. Desde então, biólogos descobriram que microRNAs controlam a expressão gênica, e, portanto, há um imenso interesse nessas moléculas como potenciais terapêuticas para silenciar o câncer e genes relacionados a doenças.

p O problema com a detecção de microRNA é que o número de cópias de microRNA nas células é tão pequeno que a detecção é bastante desafiadora. A equipe desenvolveu um método para fabricar nanoporos nas membranas de nitreto de silício mais finas relatadas até o momento, cerca de 6 nm de espessura.

p Primeiro, a equipe mostrou que esses nanoporos aumentam a resolução do sinal ao ler as moléculas de DNA à medida que elas passam pelos poros. Depois de demonstrar a sensibilidade aprimorada, a equipe da Penn precisava de um método para isolar um microRNA específico das células.

p Eles se uniram a um grupo liderado por Larry McReynolds da New England Biolabs.

p “Larry e colegas de trabalho tinham um truque bacana:eles usam uma proteína viral chamada p19 para ligar fortemente as moléculas de RNA duplex das dimensões exatas dos microRNAs, ”Meni Wanunu, um associado de pesquisa na Penn, disse. “Então, criamos um plano que usa essa proteína para isolar quantidades muito pequenas de microRNAs específicos que podemos quantificar usando nossos poros.”

p A equipe se concentrou em detectar miR122a, um microRNA específico do fígado em mamíferos.

p Eles demonstraram pela primeira vez que seus nanoporos são confiáveis ​​o suficiente para quantificar as concentrações dessas moléculas minúsculas que têm apenas 22 bases de comprimento, ou 6 nm de comprimento. Depois de ter feito membranas ultrafinas por ataque local de nitreto de silício, o grupo usou feixes de elétrons para perfurar os nanoporos na parte mais fina das membranas de nitreto de silício.

p “Usando poros de 3 nm de diâmetro, essas moléculas de RNA duplex apenas se espremem através dos poros e, ao fazer isso, cada molécula produz um bom sinal eletrônico, ”Wanunu disse. “Ficamos maravilhados, as coisas funcionaram muito bem. Estes são os menores poros sintéticos em todas as dimensões, e é surpreendente como eles são estáveis ​​e robustos. Agora os usamos rotineiramente para várias investigações; eles são o nosso novo estado da arte. ”

p O artigo, destaque na capa da edição de novembro de 2010 da Nature Nanotechnology , mostra uma molécula de microRNA duplex passando por um nanoporo muito fino feito na Penn.

p “É maravilhoso ver as melhorias esperadas nas relações sinal-ruído usando esses nanoporos finos, ”Marija Drndić, um professor associado de física e o líder do grupo no projeto, disse. “Apesar de serem magros, eles são bastante robustos, e parecem funcionar sempre porque não tendem a reter contaminantes hidrofóbicos e permitem um fluxo desimpedido através deles. Tudo isso os torna candidatos ideais para várias aplicações biofísicas. ”

p A equipe da Penn agora está trabalhando em métodos específicos para detectar outras pequenas moléculas, bem como integrar esses nanoporos com sistemas fluídicos para melhorar a sensibilidade.

p A pesquisa foi conduzida por Wanunu, Drndić Tali Dadosh e Vishva Ray de Penn, e Jingmin Jin e McReynolds da New England Biolabs.