Ученые разработали быстрый и простой в использовании метод амплификации ДНК при 37°C, что может сильно продвинуть вперед области ДНК-вычислений и молекулярную робототехнику, - пишет eurekalert.org со ссылкой на Organic & Biomolecular Chemistry.
Ученые из Токийского технологического института (Tokyo Tech) в Японии разработали способ амплификации ДНК в масштабе, подходящем для использования в возникающих областях ДНК-вычислений и молекулярной робототехники. Обеспечивая высокочувствительное обнаружение нуклеиновых кислот, их метод может улучшить диагностику заболеваний и ускорить разработку биосенсоров, например, для пищевых продуктов и окружающей среды.
Метод, получивший название L-TEAM (низкотемпературная амплификация), является результатом более чем пятилетних исследований и предлагает ряд преимуществ по сравнению с традиционной ПЦР (полимеразная цепная реакция) - доминирующей методикой, используемой для амплификации интересующих сегментов ДНК.
Благодаря простоте в использовании L-TEAM исключает необходимость этапов нагрева и охлаждения и специального оборудования, что обычно требуется для ПЦР. Таким образом, это эффективный и недорогой метод, который может существенно предотвратить денатурацию белка, тем самым открывая путь к анализу живых клеток в реальном времени.
В своем исследовании ученые ввели синтетические молекулы, называемые заблокированными нуклеиновыми кислотами, в цепи ДНК, поскольку известно, что эти молекулы помогают достичь большей стабильности во время гибридизации.
Добавление этих нуклеиновых кислот привело к неожиданному, но полезному результату. Исследователи наблюдали снижение уровня «утечки» амплификации, которая долгое время была проблемой в исследованиях амплификации ДНК, так как это может привести к ошибке в диагностике заболевания, то есть к ложноположительному результату.
«Мы были удивлены, обнаружив новый эффект заблокированных нуклеиновых кислот в преодолении распространенной проблемы «утечки» в реакциях амплификации ДНК, - говорит Кен Комия, доцент Токийской технической школы вычислительных технологий. - Мы планируем детально исследовать механизмы усиления утечки и дополнительно улучшить чувствительность и скорость L-TEAM».
В ближайшем будущем этот метод может быть использован для обнаружения коротких нуклеиновых кислот, таких как микроРНК, для медицинской диагностики. В частности, это могло бы облегчить тестирование в месте оказания медицинской помощи и раннее выявление заболевания. В настоящее время микроРНК все чаще признаются в качестве перспективных биомаркеров для выявления рака и могут содержать ключ к раскрытию многих других аспектов здоровья человека и науки об окружающей среде.
Кроме того, Комия объясняет, что L-TEAM открывает путь к
практическому использованию ДНК-вычислений и ДНК-контролируемой
молекулярной робототехники. «Первоначальной мотивацией этой
работы было создание нового усиленного модуля, который необходим
для построения передовых молекулярных систем, - говорит он. -
Такие системы могут обеспечить понимание принципа действия живых
существ».
[Фото: eurekalert.org]
