Al igual que el ADN, el ácido ribonucleico ARN es un tipo de biomolécula polimérica esencial para la vida, que desempeña un papel importante en el procesamiento de genes. Las longitudes cortas de ARN llamadas microARN son más estables que las cadenas de ARN más largas, y se encuentran en fluidos corporales comunes.El nivel de microARN en los fluidos corporales está fuertemente correlacionado con la presencia y el avance del cáncer, lo que significa que el microARN puede actuar como un biomarcador de fácil acceso para diagnosticar el cáncer, que causa más del 14% de las muertes anuales en todo el mundo.
Para usar el microARN como biomarcador del cáncer, debe aislarse mediante un proceso rápido y eficiente. Una colaboración dirigida por investigadores de la Universidad de Nagoya ha desarrollado un innovador nanodispositivo que puede separar el microARN de las mezclas de ADN / ARN obtenidas de las células en menosde 100 ms.
El nanobiodispositivo consiste en un sustrato de cuarzo que contiene una matriz de "nanopilares" de 25 × 100 μm columnas pequeñas con un diámetro de 250 nm y una altura de 100 nm en "nanoslits" poco profundos con una altura de 100 nm y fabricados enUn microcanal por litografía de haz de electrones.
La capacidad del nanobiodispositivo para separar el microARN del ADN se investigó primero utilizando mezclas que contenían componentes con concentraciones conocidas. El equipo optimizó las condiciones de separación, logrando una separación casi completa del microARN del ADN en solo 20 ms. Esta es la separación completa más rápida demicroARN hasta la fecha.
Luego, los investigadores separaron una mezcla de microARN, ARN y ADN aislado de las células usando el nanobiodispositivo. La separación con alta resolución se realizó en 100 ms. El nanobiodispositivo separó el microARN del ARN y el ADN debido a las diferentes movilidades de estos materiales a través delregión nanopilar del microcanal.
"Creemos que el nanobiodispositivo separa el microARN de las mezclas a través de una combinación de dos comportamientos físicos diferentes de polímeros confinados en el conjunto de nanopolares, transporte sin equilibrio y atrapamiento entrópico", dice el autor correspondiente Noritada Kaji. "El campo eléctrico aplicado se combina conla nanoestructura única del nanobiodispositivo para generar una fuerza eléctrica fuerte que induce una rápida concentración y separación ".
La velocidad a la que este nanobiodispositivo puede separar el microARN de las mezclas complejas significa que es prometedor para la integración con la secuenciación de ADN de nanoporos, que tiene como objetivo realizar la secuenciación directa de ADN o ARN a una velocidad de 1 base / ms. El enfoque de separación de nanobiodispositivo desarrolladopuede conducir a un aislamiento más rápido y confiable del microARN, lo que facilita su uso como biomarcador para permitir una detección más rápida y fácil del cáncer.
Este estudio fue realizado por la Universidad de Nagoya, la Universidad de Kyushu, la Universidad de Hokkaido y la Universidad de Osaka.
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Materiales proporcionados por Universidad de Nagoya . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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