В последнее время ученые-биологи все чаще начинают использовать в своих экспериментах и исследованиях искусственно созданные цепочки ДНК. Разработка новых видов микроорганизмов, лечение некоторых заболеваний и даже изготовление молекулярных компьютеров — эти и многие другие технологии основаны на использовании искусственной ДНК. Команда исследователей из университета Дюка (Duke University) обещает вскоре произвести целый переворот в области синтеза ДНК, разработав специальный чип, который «распечатывает» ДНК почти в 10 раз быстрее, имеет меньшие габариты и почти не требует человеческого участия, в отличие от установок синтеза ДНК, используемых сейчас повсеместно учеными.
«Используя современные установки синтеза ДНК, стоимость синтеза колеблется в пределах от 50 центов до доллара за пару оснований ДНК, использование нового чипа снижает эту стоимость до значения в пол-цента за пару оснований» — рассказал Джингдонг Тиэн (Jingdong Tian), доцент и биоинженер из университета Дюка.
На поверхности чипа, размерами 2.5 на 8 сантиметров располагается ряд углублений, так называемых колодцев. Этот биохимический эквивалент струйного принтера подает требуемые в данный момент основания ДНК к месту сборки ДНК. Используя ферментативные реакции, не требующие использования сильнодействующих и вредных реактивов, позволяют максимально точно и безошибочно соединять основания ДНК в пары и присоединять их к конструируемой молекуле.
Для того, что бы дать Вам представление о сложности, длительности и стоимости таких технологий, стоит привести пример. Клонирование всего генома одной единственной бактерии с использованием имеющихся на сегодняшний день технологий, заняло более четырех лет и обошлось в сумму 40 миллионов долларов. Использование нового чипа уменьшило бы время и стоимость проведения такого процесса до весьма незначительной части от приведенных выше значений. «Наш чип комбинирует три шага имеющихся технологий в один единственный шаг, поэтому копирование полного генома, о котором шла речь выше, может быть выполнено всего за два дня и без огромных затрат человеческого рабочего времени» — рассказывает Тиэн. — «Помимо этого, благодаря использованию колодцев в чипе, для производства ДНК требуется значительно меньшее количество дорогих химикатов, управляющих течением биохимических реакций».
Заключительный этап производства заключается в проверке готового продукта, цепочки ДНК, с целью выявления отсутствующих или неправильных пар оснований. Раньше этот процесс отнимал около недели времени, теперь это дело одного-двух часов, благодаря использованию современного метода анализа генома.
Исследователи проверили новую технологию на геноме бактерий E. Coli и обнаружили, что несмотря на высокую скорость изготовления ДНК, уровень сделанных ошибок оказался намного ниже, чем при использовании традиционных технологий. У технологии создания и копирования частей ДНК существует весьма широкое применение в разработке и производстве новых лекарственных препаратов, в области генетического клонирования и многих других областях, связанных с использованием ДНК.
Источник:
