Nové senzory odhalí poškození DNA

Oxidativní stres může v živých organismech způsobovat buněčnou smrt, stárnutí a mnoho chorob – třeba Parkinsonovu chorobu. Příčinou oxidativního stresu je zvýšená koncentrace reaktivních forem kyslíku v organismu. Patří mezi ně například superoxidový radikál, peroxid vodíku nebo hydroxylový radikál. Právě hydroxylové radikály patří mezi nejreaktivnější – způsobují porušení struktury DNA. Oxidace nukleových bází a cukerné části DNA (deoxyribosy) má za následek uvolnění bází a narušení fosfodiesterových vazeb, které strukturu DNA stabilizují.

Ke studování poškození DNA vyvolaného reaktivními formami kyslíku se v posledních letech využívají elektrochemické DNA biosenzory. Takové biosenzory už tým docenta Vyskočila v minulosti představil – jejich příprava je ale velmi časově náročná a nákladná. V článku publikovaném v srpnu v časopisu Bioelectrochemistry prezentovali nový model pro detekci poškození DNA vlivem hydroxylových radikálů.

Tento model využívá jednoduchý biosenzor založený na elektrodě ze skelného uhlíku (GCE – glassy carbon electrode) a dvouvláknové DNA s nízkou molekulární hmotností. Dvouvláknová DNA na biosenzoru byla v pokusu vystavená působení hydroxylových radikálů generovaných elektrochemicky nebo chemicky. Důsledkem oxidace nukleových bází a přerušení fosfodiesterových vazeb bylo buď, že poškozené fragmenty DNA odpadly z povrchu elektrody, nebo na něm vytvořily kompaktnější film.

Schématické znázornění elektrochemické detekce poškození DNA způsobeného hydroxylovými radikály.
Autor: Vlastimil Vyskočil

Nový biosenzor je levnější a jeho výroba trvá kratší dobu – zhruba pět minut oproti několika hodinám potřebným pro předchozí modely. Jeho výhodou je také to, že je třeba jen jedna substrátová elektroda – dá se totiž použít opakovaně. Uplatní se zejména v laboratorním výzkumu.

HÁJKOVÁ A., BAREK J., VYSKOČIL V. (2017): Electrochemical DNA biosensor for detection of DNA damage induced by hydroxyl radicals.

http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1567539417301007?via%3Dihub#ab0005

Anna-Marie ŠŮCHOVÁ