تیمی که شامل دانشمندان Rutgers می‌شود، پروتئین مصنوعی طراحی کرده‌اند که به سرعت مولکول‌های یک عامل عصبی مرگ‌آور را که توسط سازمان ملل به عنوان سلاح کشتار جمعی طبقه‌بندی شده است و می‌تواند در یک حمله شیمیایی استفاده شود، شناسایی می‌کند.

به گفته دانشمندان، این پیشرفت می‌تواند راه را برای نسل جدیدی از حسگرهای زیستی و درمان‌هایی که می‌توانند علیه عامل جنگ شیمیایی VX به کار گرفته شوند، هموار کند.

همانطور که در Science Advances توضیح داده شد ، تیم این پروتئین را از طریق یک طراحی خاص بر روی کامپیوترهای پرسرعت در آزمایشگاه‌های راتگرز ایجاد کرد.

ویکاس ناندا، نویسنده این مطالعه و دانشمند مرکز بیوتکنولوژی و پزشکی پیشرفته راتگرز (CABM) گفت: ما یک پروتئین مصنوعی ساخته‌ایم که به یک هدف شیمیایی متصل می‌شود – در این مورد، عامل عصبی VX است. ما می‌خواستیم آن را به گونه‌ای طراحی کنیم که سیگنالی تولید کند که می‌تواند با یک دستگاه جفت شود و یک حسگر زیستی برای سلاح‌های شیمیایی بسازد. و ما توانستیم به آن دست پیدا کنیم.»

VX یک ترکیب شیمیایی بی بو، بی مزه و ساخته دست بشر است که سمی ترین و سریع ترین اثر در بین هر یک از عوامل جنگ شیمیایی شناخته شده است. با حمله به سیستم عصبی، باعث فلج عضلانی و مرگ از طریق خفگی در عرض چند دقیقه می شود. از آنجایی که VX به عنوان یک سلاح کشتار جمعی طبقه بندی می شود، کشورها از انباشت آن منع شده اند. با این حال، کشورها مجاز به ذخیره مقادیر کمی برای تحقیق هستند.

تیم Rutgers پروتئین را طوری طراحی کردند که در مرکز آن حفره ای داشته باشد که با شکل دقیق و ترکیب شیمیایی VX مطابقت داشته باشد. همکاران در کالج شهر نیویورک طرح راتگرز را برداشتند و یک نسخه واقعی از پروتئین تولید کردند، آن را خالص کردند و نمونه را روی یخ یک شبه به یک مرکز آزمایش سلاح شیمیایی تایید شده، MRIGlobal در کانزاس سیتی فرستادند. در عرض 24 ساعت در برابر VX آزمایش شد.

ناندا که استاد بخش بیوشیمی و زیست‌شناسی مولکولی در دانشکده پزشکی راتگرز رابرت وود جانسون است، می‌گوید: «پروتئین دچار تغییر شکل چشمگیری شد و VX را در حفره‌ای که ما طراحی کردیم مدفون کرد». این تغییر شکل سیگنالی است که می تواند به یک دستگاه حسگر متصل شود

ناندا گفت که این پروتئین می تواند VX را در سطوحی هزار برابر حساس تر از فناوری های فعلی تشخیص دهد. علاوه بر این، پروتئین مثبت کاذب تولید نمی کند که زمانی رخ می دهد که حسگرهای امروزی به طور تصادفی مواد شیمیایی غیرعصبی مشابه را مانند برخی آفت کش ها تشخیص دهند.

بر اساس وب سایت مرکز کنترل و پیشگیری از بیماری های ایالات متحده، VX یا سایر عوامل اعصاب احتمالاً در جنگ های شیمیایی در طول جنگ ایران و عراق در دهه 1980 مورد استفاده قرار می گرفت. کارشناسان تسلیحات شیمیایی ادعا کرده اند که اخیراً در جنگ و در یک مورد، ترور نیز از آن استفاده شده است. در حالی که پادزهرها برای VX در دسترس هستند، اگر در اسرع وقت پس از قرار گرفتن در معرض آن داده شوند بسیار مفید هستند.

ناندا گفت: «روش طراحی ارائه شده در اینجا باید امکان توسعه نسل جدیدی از حسگرهای زیستی، درمانی و تشخیصی را فراهم کند.

داگلاس پایک، دانشجوی کارشناسی ارشد در CABM، در این مطالعه شرکت داشت. علاوه بر این، جیمز مک کان، میا براون، و رونالد کودر از گروه فیزیک، کالج شهری نیویورک، و دیوید کروس از گروه مهندسی برق و کامپیوتر، دانشگاه کلارکسون، در این مطالعه حضور داشتند.