Wetenschappers gebruiken fragmenten van RNA en DNA met specifieke nucleotidesequenties om anderen te identificeren met complementaire sequenties, wijzend op, bijvoorbeeld, de aanwezigheid van een specifiek virus.

Onderzoekers in Japan hebben onlangs de bestaande sonderingstechnieken verbeterd met behulp van een cyaninekleurstof genaamd Cy3.

RNA- en DNA-'probes' worden conventioneel gemaakt met behulp van fragmenten van strengen die aan beide uiteinden nucleotidesequenties hebben die elkaar aanvullen. Een fluorescerende chemische verbinding, een 'fluorofoor' genoemd, wordt aan het ene uiteinde van de sonde toegevoegd en aan het andere wordt een 'quencher' toegevoegd. Bij gebrek aan zijn complementaire 'doelwit', de enkelstrengige sonde komt op een haarspeldachtige manier samen, waarbij de complementaire sequenties aan beide uiteinden van de streng aan elkaar binden, de fluorofoor en quencher dicht bij elkaar brengen en naar beneden draaien, of 'blussen', de fluorescentie van de fluorofoor. Echter, wanneer een sonde in een monster aanwezig is met zijn complementaire doel-RNA, de probe-streng opent zich om te combineren met zijn doelwit, waardoor het kan worden gedetecteerd wanneer er licht op schijnt en de fluorofoor fluoresceert.

Deze methode wordt veel gebruikt, maar de reactie van de haarspeldachtige sonde op zijn doelen is relatief traag.

Een team van onderzoekers van de Universiteit van Nagoya en het Japan Science and Technology Agency ontwikkelde een nieuw sondeontwerp op basis van Cy3 als de fluorofoor. Cy3 en de quencher (nitromethylrood) werden opgenomen in beide uiteinden van een lineaire streng die de zelf-complementaire sequenties miste die in conventionele probes worden gevonden. Toch, Cy3 en de quencher werden spontaan naar elkaar toe getrokken om een ​​zeer stabiel complex te vormen in de afwezigheid van een doelwit, het doven van de fluorescentie van Cy3.

In aanwezigheid van een complementair doelwit, een sterke fluorescerende respons werd waargenomen, wat tien keer sneller was in vergelijking met conventionele technieken.

Het team optimaliseerde het ontwerp door twee Cy3-residuen op te nemen, gescheiden door twee nucleotidebasen aan één uiteinde van de probestreng, en twee nitromethylrode residuen gescheiden door twee nucleotidebasen aan het andere uiteinde. Dit geoptimaliseerde ontwerp detecteerde RNA met hoge efficiëntie en gevoeligheid.

Omdat Cy3 en nitromethylrood kunnen combineren in de sonde, het doven van fluorescentie zonder de noodzaak van zelf-complementaire koppeling, "deze strategie zal van toepassing zijn op het ontwerp van op peptiden gebaseerde sondes, " concluderen de onderzoekers in hun paper gepubliceerd in het tijdschrift Wetenschap en technologie van geavanceerde materialen . Peptide-probes zijn ketens van gekoppelde aminozuren die kunnen worden ontworpen om te binden aan specifieke celreceptoren, waardoor ze bruikbaar zijn bij beeldvorming van tumorreceptoren, bijvoorbeeld.