ดีเอ็นเอเมทิเลชัน (DNA methylation) เป็นการเปลี่ยนแปลงเหนือพันธุกรรม (Epigenetics) ซึ่งเกิดจากการเติมหมู่เมทิลที่เบสไซโทซีนของดีเอ็นเอโดยอาศัยการทำงานของเอนไซม์ DNA methyltransferase กระบวนการดีเอ็นเอเมทิเลชันนี้เกี่ยวข้องกับการควบคุมการแสดงออกของยีนและลักษณะทางพันธุกรรมของสิ่งมีชีวิต รูปแบบและระดับของไซโทซีนเมทิเลชันที่เกิดขึ้นในจีโนมของสิ่งมีชีวิตมีความสัมพันธ์กับการเปลี่ยนแปลงเหนือพันธุกรรมและเกี่ยวข้องกับการเปลี่ยนแปลงระดับเซลล์ มีความสำคัญตั้งแต่การควบคุมการเจริญเติบโตไปจนถึงการเกิดโรคหลายชนิด เช่น โรคมะเร็ง เป็นต้น การเปลี่ยนแปลงเหนือพันธุกรรมที่พบในเซลล์มะเร็งมักมีการเปลี่ยนแปลงของดีเอ็นเอเมทิเลชันที่ส่งผลให้เกิดการกระจายตัวของเมทิลไซโทซีนที่เป็นลักษณะเฉพาะ และเรียกตำแหน่งนี้ว่า เมทิลสเคป (Methylscape) โดยเมทิลสเคปเป็นการเปลี่ยนแปลงของสายดีเอ็นเอที่พบได้ในเซลล์มะเร็งทุกประเภท ดังนั้นเมทิลสเคปจึงจัดเป็นตัวบ่งชี้ทางชีวภาพชนิดทั่วไป (Universal biomarker) สำหรับการเกิดโรคมะเร็ง ปัจจุบันจึงมีการศึกษาและพัฒนาเทคนิคสำหรับการตรวจวัด DNA methylation ในระดับเซลล์ ซึ่งจะสามารถนำไปสู่การวินิจฉัยความเสี่ยงของการเกิดโรคมะเร็งในเบื้องต้นได้

เมทิลสเคปของเซลล์ปกติและเซลล์มะเร็งมีความแตกต่างอย่างชัดเจน โดยพบว่าดีเอ็นเอของเซลล์มะเร็งทุกชนิดจะมีความหนาแน่นของเมทิลไซโทซีนสูงในบางบริเวณและถูกคั่นด้วยบริเวณที่ไม่เกิดดีเอ็นเอเมทิเลชัน จึงทำให้เมทิลสเคปสามารถถูกใช้เป็นตัวบ่งชี้ทางชีวภาพชนิดทั่วไปสำหรับมะเร็งหลายชนิด โดยในงานวิจัยนี้มุ่งเน้นศึกษาแนวทางการตรวจคัดแยกระหว่างดีเอ็นเอของเซลล์ปกติและดีเอ็นเอของเซลล์มะเร็งที่พบได้ในเลือดของมนุษย์ (cell-free DNA) โดยพิจารณาจากเมทิลสเคปที่แตกต่างกันของดีเอ็นเอเซลล์ปกติและเซลล์มะเร็ง โดยใช้อนุภาคนาโนทองที่เคลือบพื้นผิวด้วยซิสเทียมีน จากการศึกษาด้วยการจำลองพลวัตรเชิงโมเลกุล (Molecular dynamics simulation) และการคำนวณด้วยทฤษฎีฟังก์ชันนัลความหนาแน่น (Density Functional Theory (DFT)) พบว่าดีเอ็นเอของเซลล์มะเร็งเกิดอันตรกิริยากับอนุภาคนาโนทองได้แตกต่างจากกรณีดีเอ็นเอของเซลล์ปกติ โดยพบว่าการกระจายตัวของเมทิลไซโทซีนตลอดทั้งสายดีเอ็นเอที่แตกต่างกันของดีเอ็นเอเซลล์ปกติและดีเอ็นเอของเซลล์มะเร็งส่งผลต่อสมบัติความไม่ชอบน้ำที่แตกต่างกันของดีเอ็นเอทั้งสองประเภท ทำให้ดีเอ็นเอเกิดการรวมกลุ่มในน้ำและมีขนาดของการกระจุกตัวแตกต่างกัน นอกจากนี้พบว่าเมทิลไซโทซีนที่พบมากในชิ้นส่วนดีเอ็นเอของเซลล์มะเร็งส่งผลให้ดีเอ็นเอยึดเกาะอนุภาคนาโนทองได้ดีกว่าไซโทโทซีน ทำให้การกระจายตัวของอนุภาคนาโนทองบนกระจุกดีเอ็นเอที่ละลายในน้ำแตกต่างกัน โดยพบว่าความแตกต่างของการกระจายตัวของอนุภาคนาโนทองบนกระจุกดีเอ็นจะแตกต่างกันมากยิ่งขึ้นเมื่ออยู่ในสารละลาย MgCl2 จากความแตกต่างของการกระจายตัวของอนุภาคนาโนทองบนกระจุกดีเอ็นเอของเซลล์ปกติและเซลล์มะเร็งทำให้สามารถสังเกตเห็นสีของสารละลายที่แตกต่างกัน (สีแดงและสีม่วง) โดยในงานวิจัยนี้ได้ศึกษาในเชิงการทดลองเพื่อยืนยันผลการศึกษาเชิงคอมพิวเตอร์ พบว่าผลการทดลองสอดคล้องกับผลการศึกษาเชิงคอมพิวเตอร์ การค้นพบนี้สามารถนำไปสู่การพัฒนาชุดตรวจคัดกรองความเสี่ยงของการเกิดโรคมะเร็งในระดับเบื้องต้นได้ โดยอาศัยอันตรกิริยาที่เป็นเอกลักษณ์ของดีเอ็นเอของเซลล์มะเร็งกับอนุภาคนาโนทอง โดยข้อดีของไบโอเซนเซอร์ประเภทนี้ คือ สามารถตรวจวัดได้อย่างรวดเร็ว (ภายในเวลา 10 นาที) รวมทั้งมีต้นทุนในการตรวจวัดต่ำ สามารถต่อยอดได้ในเชิงพาณิชย์ในอนาคต