Российские исследователи создали технологию точного копирования библиотек ДНК


3 Мар 2021

Источник: национальныепроекты.рф

Биоинформатики Санкт-Петербургского национального исследовательского академического университета имени Ж.И. Алферова с коллегами из Института биоорганической химии РАН создали метод копирования библиотек ДНК, сохраняющий разнообразие их элементов. Технология будет полезна для выявления генетической природы заболеваний, а также для точной диагностики вирусных инфекций. Статья ученых опубликована в престижном журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.

Библиотеки ДНК — это наборы из множества различных фрагментов ДНК в одной пробирке. Их широко используют для генетических исследований, поскольку они позволяют одновременно осуществить одну и ту же операцию над всеми элементами библиотеки. Это позволяет искать редкие генетические особенности и отбирать молекулы с уникальными свойствами.

Библиотеки создают при помощи полимеразной цепной реакции (ПЦР) — последовательных циклов копирования, быстро размножающих определенные фрагменты ДНК. Всего за пару часов в пробирке из единственной молекулы ДНК можно получить миллиарды ее практически идентичных копий. Но при классическом методе ПЦР молекулы в библиотеке копируются неравномерно. Это уменьшает разнообразие итогового набора молекул, и уникальные фрагменты ДНК могут быть потеряны.

«Элементы библиотеки копируются с различной эффективностью и конкурируют между собой за ресурсы. В результате растет «неравенство» — отдельные элементы в итоге исчезают из библиотеки вовсе», — рассказывает научный сотрудник лаборатории нанобиотехнологий Алферовского университета Игорь Елисеев.

Для решения проблемы ученые провели реакцию классическим методом ПЦР, но с использованием водомасляной эмульсии. Такой подход позволил изолировать каждую молекулу ДНК в отдельной капле, что снизило взаимодействие между фрагментами ДНК в растворе. Исследователям удалось создать капли одинакового размера, сохраняющие стабильность при множестве циклов нагрева и охлаждения в ходе реакции. Результаты показали, что новый метод препятствует снижению разнообразия элементов и сохраняет качество библиотек ДНК. Созданная учеными технология позволит лучше изучить генетическую природу заболеваний, а также точнее диагностировать вирусные инфекции, что особенно актуально в настоящее время.

Согласно целям национального проекта «Наука» Россия должна войти в первую пятерку стран, ведущих разработки в приоритетных областях.

2021 год объявлен в России Годом науки и технологий. Это позволит узнать больше о научных достижениях нашей страны и сделать работу ученого более привлекательной для молодежи.


Инновации и наука


Старая версия сайта (Архив)