باحثون يابانيون يطورون تقنية نانوية لفك ضغط الحمض النووي بدقة وسرعة

نجح فريق من جامعة أوساكا اليابانية في ابتكار تقنية نانوية متقدمة قادرة على فك ضغط الحمض النووي (DNA) بكفاءة عالية، ما يفتح المجال أمام إجراء اختبارات جينية أسرع وأكثر دقة وبأدوات محمولة.

يُعرف الحمض النووي بكونه المخزن الأساسي للمعلومات الوراثية، إذ يوجد في نواة الخلايا على شكل لولب مزدوج ملتف يشكل الكروموسومات الحاملة للصفات الجسدية والخلقية للكائنات الحية. غير أن فك ضغط بنيته المعقدة يمثل تحديًا، إذ يتطلب عادةً تسخينًا شديدًا ومواد كيميائية قد تُتلف العينة.

سخان نانوي مبتكر

لتجاوز هذه الصعوبات، طور الباحثون جهازًا مجهريًا يعتمد على ملف بلاتيني نانوي بالغ الصغر. وعند مرور خيط الحمض النووي عبر مسام نانوية في الجهاز، يُطبق جهد كهربائي يولّد حرارة دقيقة تكفي لفتح اللولب المزدوج، ما يتيح قراءة أحد الشريطين بشكل متسلسل.

وأوضح الباحث ماكوسو تسوتسوي، أحد المشاركين في الدراسة المنشورة بمجلة ACS Nano، أن “أبرز مزايا هذه الطريقة تكمن في تسخين جزء محدود جدًا من العينة بدلًا من تسخينها كاملة، وهو ما يقلل استهلاك الطاقة ويحد من تلف الحمض النووي، مما يرفع دقة القراءة الجينية”.

نتائج واعدة

اختبر الفريق الجهاز على جزيئات مختلفة، منها بلازميد بكتيري صغير وجزيء فيروسي ضخم يضم نحو 50 ألف زوج قاعدي. وأظهرت النتائج أن كمية ضئيلة من الحرارة كانت كافية لفك الضغط، مع إمكانية التحكم في توقيت العملية وسرعتها، إضافة إلى تتبع مرور الحمض النووي عبر المسام النانوية باستخدام إشارات كهربائية دقيقة.

وبيّن الباحث توموجي كاواي أن الجهاز يتميز بسهولة تصنيعه واستهلاكه المنخفض للطاقة، ما يجعله مرشحًا مثاليًا للدمج في أدوات تشخيص محمولة. وأضاف: “نطمح أن تصبح هذه التقنية أساسًا في الجيل الجديد من تسلسل الجينوم، بما يسمح بالحصول على نتائج سريعة وموثوقة”.

نحو طب شخصي متطور

يمثل هذا الابتكار خطوة مهمة نحو تطوير مختبرات جينية صغيرة تُحمل باليد، قادرة على تحديد الجينات المسؤولة عن أمراض خطيرة مثل السرطان بدقة وسرعة. ومن شأن هذه الأجهزة أن تُحدث نقلة نوعية في مجال الطب الشخصي، إذ ستتيح للأطباء تصميم خطط علاجية مبنية على البصمة الجينية الفريدة لكل مريض.