Ученые из Калифорнийского университета в Беркли (UC Berkeley) изобрели новый способ создания последовательностей ДНК, который обещает быть быстрее и дешевле. Это не требует использования токсичного химиката и является более точным, чем обычный метод синтеза ДНК, используемый до сих пор в лабораториях по всему миру. Ученые допускают, что это может привести к «3D-принтерам ДНК» в исследовательских лабораториях, которые работают как 3D-принтеры во многих современных мастерских.
«Если вы инженер-механик, очень приятно иметь трехмерный принтер в вашем магазине, который может распечатать деталь за одну ночь, чтобы вы могли проверить ее на следующее утро», - сказал аспирант Университета Беркли Лэн Арлоу. «Если вы исследователь или биоинженер, и у вас есть инструмент, который упрощает синтез ДНК, «принтер ДНК », вы можете быстрее протестировать свои идеи и попробовать новые».
Синтез ДНК - это растущий бизнес, поскольку компании покупают изготовленные на заказ гены с целью производства биологических препаратов, промышленных ферментов или полезных химикатов в чанах с микробами. Лаборатории во всём мире покупают синтетические гены для встраивания в растения или животных, пробуя новые методы лечения на основе CRISPR. Некоторые ученые даже предложили хранить информацию в ДНК, поскольку грамм ДНК теоретически может хранить 50 миллионов DVD и должен быть стабильным на протяжении веков. Однако это означало бы синтез гораздо большего количества нитей ДНК, чем то, которые используется в биотехнологической промышленности сегодня.
Нынешний синтез ДНК использует технологию, разработанную в 1981 году и основанную на методологиях органической химии для получения так называемых олигонуклеотидов длиной около 200 базисов, поскольку неизбежные ошибки в процессе приводят к низкому выходу правильных последовательностей по мере увеличения длины. Чтобы собрать даже небольшой ген, ученые должны синтезировать его по частям, в сегментах длиной около 200 базисов, а затем сшивать их вместе. Этот метод занимает много времени, очень дорогостоящий и не совсем точный.
Новый метод основан на ДНК-синтезирующем ферменте и TdT (терминал дезоксинуклеотидиловой трансферазы), содержащемся в клетках иммунной системы и обладающим способностью добавлять нуклеотиды к существующим молекулам ДНК, помещенных в воду, где ДНК наиболее стабильна. В отличие от других ферментов TdT не полагается на существующий шаблон ДНК, чтобы скопировать его. Вместо этого он случайным образом добавляет нуклеотиды к генам, которые делают антитела.
TdT добавляет все четыре нуклеотида ДНК в равной степени хорошо, не имеет побочных реакций, портящих полученную молекулу, и очень быстро расширяют ДНК, примерно на 200 оснований в минуту, если вы дадите этому процессу свободу, сказал Себастьян Паллюк, коллега Арлоу и докторант в Техническом университете Дармштадта в Германии.
Фактически, в своих первых исследованиях исследователи из Беркли показали, что их более быстрая и простая методика на каждом этапе синтеза является почти такой же точной, как и современные методы.
«Когда мы анализировали результаты, мы смогли определить, что около 80 процентов молекул имеют желаемую последовательность с десятью основаниями», - сказал Арлоу. «Это означает, что в среднем продуктивность каждого шага составляла около 98 процентов, что не так уж плохо для первого решения 50-летней проблемы. Мы хотим достичь 99,9 процента, чтобы сделать ДНК длинной в ген".
Они могут синтезировать молекулу длиной 1000 оснований за один раз, что совершенно невозможно с помощью известных методов химического синтеза, сказал Паллюк.
Этот новый метод задуман для ускорения исследований в нескольких областях. Также, он облегчит работу биоинженерам и позволит выяснить, как создавать биологически полезные продукты. Это может быть шагом вперед в развитии синтетической биологии, отрасли, которая исследует создание искусственных микроорганизмов для практических целей.
Реализуй свои мысли и идеи посредством 3D-печати с командой профессионалов!
Официальный сайт: http://k-craft.ru/news.html
Вконтакте: https://vk.com/3dcrafter
