ТОМСК, 25 декабря. /ТАСС/. Цепочки олигонуклеотидов длиной до 80 оснований впервые были синтезированы с помощью отечественного геномного принтера, разработанного учеными Томского госуниверситета систем управления и радиоэлектроники (ТУСУР). Успешность синтеза подтвердили исследования сотрудников Института химической биологии и фундаментальной медицины СО РАН, сообщили ТАСС в пресс службе Минобрнауки РФ.
«В прошлый раз мы синтезировали цепочки длиной до 31 основания. Но мы понимали, что этого недостаточно. Для многих задач необходимы цепочки длиной 60−80, а иногда и 100−120 оснований. Поэтому на данном этапе мы поставили перед собой задачу синтезировать цепочки до 80 оснований и увеличить плотность массива», — приводятся в сообщении слова завлабораторией аддитивных технологий и инженерной биологии (ЛАТИБ) Руслана Гадирова.
По словам ученых, длинные цепочки необходимы, например, для диагностики онкозаболеваний: если происходит поломка гена, которая приводит к раку, при помощи диагностических панелей с олигонуклеотидами это можно диагностировать. Для этих целей необходимы цепочки длинной от 100 до 120 оснований.
Часто перед молекулярными биологами стоят задачи, когда необходимо встроить какой-то ген в бактерию, чтобы она начала синтезировать нужный белок. Для решения такой задачи нужны двухцепочечные молекулы ДНК длинной в несколько тысяч пар оснований, и собрать их проще из массива длинных цепочек олигонуклеотидов. Это можно делать и с помощью планшетных синтезаторов, но такой синтез будет гораздо дороже и займет много времени. Есть и задачи, для решения которых нужны цепочки покороче: например, для NGS-секвенирования — порядка 60−80.
«В рамках проведенного эксперимента мы убедились, что автоматика может полностью проводить все стадии синтеза от начала до конца без участия оператора, система следит за качеством печати, принимает решение о необходимости выполнения операций прочистки дозаторов. В результате нам удалось синтезировать длинные цепочки олигонуклеотидов. Когда вся система будет полностью готова, автоматизированы некоторые подготовительные операции, которые оператор сейчас выполняет вручную, реализован быстрый режим печати, оптимизированы протоколы синтеза и постсинтетической обработки, можно будет говорить о реальном применении принтера и синтезированных на нем олигонуклеотидов для решения задач биоинженерии», — приводятся в сообщении слова Гадирова.
В ближайшее время ученые планируют провести еще несколько синтезов для подтверждения результата по синтезу длинных цепочек. Кроме того, в планах — «боевой» синтез, в ходе которого будет собран большой фрагмент ДНК на основе длинных олигонуклеотидов.
О «геномном принтере».
На сегодняшний день в мире существует ограниченное число производителей оборудования для синтеза олигонуклеотидов, а также массивов олигонуклеотидов (коротких фрагментов ДНК или РНК), из которых можно в дальнейшем создавать генные конструкции. Подавляющее большинство производителей локализовано в США. Политика работы таких компаний не позволяет свободно поставлять в третьи страны оборудование для создания массивов олигонуклеотидов, а также ДНК-чипы, содержащие на поверхности массивы олигонуклеотидов для последующей сборки генных конструкций.
ТУСУР выиграл грант Минобрнауки РФ в размере 320 млн рублей на создание геномного принтера (позднее сумма была увеличена до 410 млн рублей). Партнерами ТУСУРа в проекте выступят еще два томских вуза — СибГМУ и ТГУ. Также участие в разработке примут Курчатовский институт, Институт химической биологии и фундаментальной медицины СО РАН и АО «НПФ “Микран”. Ученые разрабатывают технологию субмикролитрового дозирования жидкостей для задач инженерной биологии, создают и апробируют опытный образец системы автоматического синтеза олигонуклеотидов на ее основе. В конце 2023 года ученые вуза выпустили опытный образец геномного принтера.
