Nanotecnologia consegue pesar e analisar uma única molécula de DNA

Redação do Site Inovação Tecnológica - 24/05/2005

Pesquisadores da Universidade Cornell, Estados Unidos, bateram mais um recorde de construção de suas "nano-balanças": sua mais nova criação é um NEMS ("NanoElectroMechanical System": sistema nanoeletromecânico) capaz de detectar uma única molécula de DNA, que pesa cerca de 995.000 Daltons. Detectando a diferença de massa, o equipamento é capaz até mesmo de contar o número de moléculas ligadas a único receptor.

Dalton é uma unidade de medida de massa atômica, valendo um milésimo de um zeptograma, algo equivalente ao peso de um próton. Para se chegar a um Dalton, saindo de um "gigantesco" grama, uma unidade mais próxima de nós, deve-se passar pelo mili, micro, nano, pico, femto, atto e zepto. Cada uma dessas passagens significa uma divisão por mil. Divida então o zepto por mil e você terá um Dalton.

A tecnologia, unidade à microfluídica, permitirá a análise de amostras muito pequenas de DNA, proteínas e outras moléculas orgânicas. Será possível, por exemplo, efetuar-se uma análise quando se dispuser de uma única molécula de DNA.

O equipamento funciona com base no princípio de que a freqüência na qual um objeto sólido vibra varia com sua massa. Quanto menor o objeto, maior será a freqüência.

Para detectar moléculas individuais, a equipe do Dr. Harold Craighead construiu uma série de minúsculas vigas oscilantes, medindo entre 3 e 5 micra de comprimento por 90 nanômetros de largura. Na ponta de cada viga eles depositaram um ponto de ouro medindo 40 nanômetros de diâmetro.

A seguir eles mergulharam sua estrutura de vigas, construída em silício, em uma solução com uma cadeia de DNA contendo 1.578 pares de ligações. A molécula de DNA foi modificada com o acréscimo de outra molécula, chamada tiol, que contém átomos de enxofre, o que a faz tender a se unir ao unir ao ouro. Foi justamente o que aconteceu.

Quando excitadas pela energia de um feixe de raio laser, as vigas oscilaram a freqüências entre 11 e 12 MHz. A freqüência foi medida por interferometria, utilizando-se outro laser. A alteração na massa em 1 attograma foi suficiente para alterar a freqüência de oscilação em 50 Hz ou mais, dependendo do tamanho do oscilador. Isto permitiu que os pesquisadores não apenas detectassem a conexão das moléculas de DNA ao ouro, como também contar o número dessas conexões.

O artigo "Enumeration of DNA molecules bound to a nanomechanical oscillator", que descreve a pesquisa, deverá ser publicado no próximo exemplar do periódico Nano Letters.

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