Forskare gör guldtrådar av DNA för att sluta elektriska kretsar i biosensorer

Genom att låta DNA-trådar växa tillsammans med guld har forskare vid Uppsala Berzelii Centre for Neurodiagnostics och Science for Life Laboratory tagit fram ett helt nytt koncept för superkänslig diagnostik av olika sjukdomar. Studien publiceras i kommande nummer av tidskriften ACS Nano.

I den nya studien har forskarna utvecklat en teknik som detekterar DNA med extremt stark signal. Tekniken bygger på att låta en DNA-tråd växa över ett tunt spann mellan två elektroder i en elektrisk krets. Tråden växer bara om en viss specifik DNA-molekyl har fäst på den ena elektrodens yta, vilket gör att det blir möjligt att bygga diagnostiska tester för detektion av denna specifika DNA-molekyl.

– Vi tror att den otroligt starka signal som vi registrerar när vi lyckats spinna en guldtråd mellan elektroderna kommer att kunna omsättas till ett diagnostiskt test med extrem känslighet och specificitet. Sådana behövs vid många sjukdomstillstånd där de DNA-molekyler man vill upptäcka kan föreligga i mycket små mängder, säger professor Mats Nilsson, Science for Life Laboratory, som lett studien.

DNA i sig leder inte ström, men genom att binda in nanopartiklar av guld utefter DNA-strängen, som sedan byggs på med mer guld i en guldsaltslösning, skapas inom några minuter tunna guldtrådar som mycket effektivt leder ström. Vid bildandet av en sådan tråd sjunker resistensen i kretsen miljardfalt.

Camilla Russell, doktorand vid Uppsala Berzelii Centre for Neurodiagnostics vid Uppsala universitet och den som har utfört arbetet, ser en stor potential med guldtrådstekniken:

– Det bör gå att bygga mycket enkla mätinstrument med detta koncept, och i det kan många små sensorer finnas för att spåra en stor mängd olika DNA-molekyler i samma test, säger hon.

Fredrik Nikolajeff, vetenskaplig föreståndare vid Uppsala Berzelii Centre, ser en fortsatt utveckling av projektet.

– Vi arbetar långsiktigt med att utveckla nya känsliga analysmetoder som kan användas för tidig diagnostik, för att följa sjukdomsförlopp och för att snabba på framtagande av läkemedel. Camillas spännande resultat hoppas vi nu kunna fortsätta stödja genom en kommersialiseringsprocess där vi samarbetar med universitetets näringslivsenhet UU Innovation, säger han.