Группа исследователей из Японии разработала революционную технологию сборки и разрезания ДНК, которая обещает быть в несколько раз эффективнее традиционных методов. Вместо биологических ферментов команда использовала крошечные частицы драгоценного металла, что позволило создавать более длинные и прочные генетические конструкции, пишет Phys.org.
В современной генной инженерии для взаимодействия с фрагментами ДНК используются рестрикционные ферменты — рестриктазы. Они работают как молекулярные ножницы, но имеют серьезное ограничение: они режут ДНК только в строго определенных местах, оставляя очень короткие «липкие концы». Эти выступающие последовательности часто оказываются слишком слабыми, чтобы обеспечить надежное соединение длинных цепей, что снижает общую эффективность сборки генома.
Ученые из Университета Нагоя решили пойти другим путем — химическим. Они вспомнили реакцию 1990-х годов, где ионы серебра расщепляли модифицированную ДНК, но столкнулись с проблемой осаждения металла и низким выходом продукта (всего 14%).
Прорыв в технологии произошел благодаря использованию наночастиц серебра, покрытых полиэтиленгликолем для стабильности. Это позволило повысить эффективность расщепления ДНК до 92% при комфортной температуре 37 °C всего за 31 час. Кроме того, наночастицы действовали как фильтр, притягивая к себе нежелательные фрагменты ДНК, что повысило чистоту раствора и увеличило выход целевого продукта до рекордных 98%.
Главное преимущество новой технологии — длина «липких концов». Метод позволяет получать выступы длиной в 8 оснований, тогда как стандартные ферменты справляются с этим гораздо хуже. Такая конфигурация напрямую влияет на прочность соединения: при свесе в 18 оснований эффективность сборки составила 44% против всего 8% у традиционного метода, что представляет собой пятикратный рост. В среднем общая эффективность сборки ДНК выросла вдвое.
Чтобы доказать работоспособность метода, исследователи собрали фрагмент ДНК, кодирующий зеленый флуоресцентный белок (GFP), ввели его в клетки человека и успешно наблюдали свечение, подтвердив точность сборки. Следующим шагом ученых станет проверка возможности одновременного соединения нескольких фрагментов для создания ДНК геномного масштаба.
Тем временем в России создали дешевый и эффективный сорбент для химии. Подробности — в другом материале Hi-Tech Mail.
Источник: hi-tech.mail.ru