Новый метод производства коротких одноцепочечных молекул ДНК – или олигонуклеотидов – был разработан исследователями из Каролинского института в Швеции и Гарвардского университета. Такие фрагменты ДНК представляют собой основной инструмент для исследователей и играют ключевую роль во многих областях науки. Многие из последних достижений в области генетических и молекулярно-биологических исследований и разработок, такие как возможность быстрого сканирования генома организма, были бы невозможны без олигонуклеотидов.
Новый метод универсален и способен решать проблемы, которые в настоящее время ограничивают производство фрагментов ДНК.
«Мы использовали ферментативные методы производства, чтобы создать систему, которая не только улучшает качество производимых олигонуклеотидов, но также дает возможность масштабировать производство с использованием бактерий, чтобы производить большое количество копий ДНК с меньшими затратами», – говорит со-разработчик. Бьорн Хогберг из Шведского медицинского нанонаучного центра, часть отделения неврологии Каролинского института в Швеции.
Процесс биопродукции, при котором бактерии используются для копирования последовательностей ДНК, позволяет производить большое количество копий ДНК по невысокой цене. В отличие от существующих методов синтеза олигонуклеотидов, где количество ошибок увеличивается с увеличением длины последовательности, этот новый метод, по словам разработчиков, также хорошо работает для длинных олигонуклеотидов из нескольких сотен азотистых оснований.
Молекулы ДНК сначала формируются в виде длинной цепочки одноцепочечной ДНК, в которой интересующая последовательность повторяется несколько раз. Длинная прядь образует крошечные области, называемые шпильками, где прядь загибается сама на себя.
Затем эти шпильки можно разрезать ферментами, которые служат парой молекулярно-биологических ножниц, которые разрезают ДНК в выбранных местах. Таким образом, несколько различных олигонуклеотидов могут быть получены одновременно в идеально сбалансированной комбинации, что важно, если они должны кристаллизоваться или использоваться в терапевтических целях.
«Лекарства на основе олигонуклеотидов уже доступны, и вполне возможно, что наш метод может быть использован для производства более чистых и дешевых версий этих лекарств», – говорит д-р Бьорн Хогберг.
Проект финансировался за счет грантов Шведского исследовательского совета, Государственного агентства Швеции по инновационным системам (Виннова) и Carl Bennet AB.