شناخت بیماریها بهکمک تراشههای زیستی
ساخت تراشههای زیستی ازجمله کاربردهای جدید و شگفتانگیز علم بیوتکنولوژی است. این تراشهها که استفاده از آنها در زمینه تحقیقات دارویی، تشخیص بیماریهای مختلف و همچنین انجام آزمایشهایی درباره آب و محیط زیست در سالهای اخیر مورد توجه قرار گرفته، تراشههایی نیمههادی (نیمهرسانا) هستند که در ساخت آنها به جای مدارهای الکترونیکی، از مواد زیستی مانند DNA و RNA استفاده شده است.
در حقیقت این تراشهها حاوی مواد زیستی هستند و به همین علت تحت عنوان تراشههای زیستی یا Biochip از آنها نام برده میشود. معمولا از این فناوری برای دستیابی به اطلاعات ژنتیکی استفاده میشود. در سطح تراشههای زیستی دهها هزار ردیاب از جنس مواد ژنتیکی که دربردارنده توالیهای مشخصی هستند، وجود دارد. وقتی این ردیابها در تماس با یک نمونه بیولوژیکی (نمونهای از بدن یک فرد بیمار یا یک نمونه آزمایشگاهی) قرار گیرند، زنجیرههایی از نوکلئوتیدها که مکمل توالی نوکلئوتیدهای موجود در تراشه باشند در پیوند با هم قرار میگیرند. در نتیجه، الگوی مشخصی از امواج نوری در سطح تراشه ایجاد میشود که از طریق اسکنر خوانده شده و اطلاعات موجود در آن توسط یک سیستم کامپیوتری تجزیه و تحلیل میشود. در سطح تراشههای زیستی الگویی ژنتیکی وجود دارد که مقایسه و بررسی DNA بافت نمونهبرداری شده از یک فرد بیمار با یک بافت سالم را امکانپذیر میسازد. در نخستین مرحله از این فرآیند که مرحله پردازش اطلاعات است الگوی مورد نظر وارد یک سیستم کامپیوتری اختصاصی میشود تا براساس آن 96 خانهای که در سطح تراشه وجود دارد از طریق سیستم تزریقکننده بافت نمونه پر شود. در مرحله بعد سیستم تزریقکننده براساس الگوی ثبت شده فضاهای خالی سطح تراشه را با استفاده از نمونههایی که هر یک حاوی توالی مشخصی از ژنها هستند پر میکند. در مرحله تزریق هر نقطه از تراشه با DNA نشانگر که ترکیبی از بافتهای سالم و سرطانی است، پر میشود. پس از پر شدن همه فضاهای خالی از نشانگر DNA، سطح تراشه با استفاده از امواج لیزری سبز و قرمز در یک پویشگر ردیابی میشود. این فرآیند موجب تحریک مواد فلورسنت موجود در نمونهها میشود. همزمان یک دوربین و سیستم کامپیوتری اختصاصی که برای تفسیر اطلاعاتی تراشه زیستی در نظر گرفته شده تصویری از آنچه انجام میشود را ثبت میکند و این اطلاعات در حافظه کامپیوتر ذخیره میشود. به این ترتیب آرایشی از نقاط ریز ژنتیکی روی بستری که در حقیقت همان سطح تراشه است ایجاد میشود. سپس DNA بافت موردنظر در مجاورت این نقاط ثبت شده قرار میگیرد و در صورتی که مکمل توالی موجود در سطح تراشه باشد به آن واکنش میدهد و براساس انجام واکنش یا عدم انجام واکنش میتوان قطعه مجهول DNA را که میتواند نمونهای از یک بافت سالم، سرطانی یا ترکیبی از بافت سالم و سرطانی باشد شناسایی کرد. محققان امیدوارند بتوانند با استفاده از این روش عامل موثر در بروز بسیاری از بیماریها را شناسایی کنند و براساس آن به روشهای موثری در درمان بیماریهای پیچیده دست یابند.
مترجم: فرانک فراهانیجم
منبع: britanica
