Подписаться на новости
  • Сенатор
  • ООО "Ай Вао"
  • TechWeek
  • Биомолтекст2020
  • vsh25

Эпигенетика с точностью до молекулы

Наножидкостное устройство допускает помолекульную сортировку метилированной ДНК

Роман Иванов, Компьюлента

Нанотехнологи из Корнеллского университета (США) разработали новый инструмент для изучения эпигенетических изменений в молекулах ДНК, которые ответственны за возникновение онкологических и иных заболеваний. Изобретение представляет собой наноразмерное жидкостное устройство, сортирующее и собирающее по молекуле ДНК за один такт работы.

Эпигенетика изучает химические изменения в структуре молекул ДНК, которые не затрагивают генетического кода, но могут влиять на экспрессию генов (к примеру, затормаживать в результате произошедшего когда-то метилирования) и способны к наследованию при дальнейшем клеточном делении. Одним из наиболее важных и часто наблюдаемых эпигенетических изменений является метилирование молекул ДНК, когда метильные группы присоединяются к цитозину в составе ДНК (у человека метилировано около 1% геномной ДНК). Для более детального изучения этого процесса и его последствий биологи проводят химическое осаждение метилированных молекул. К сожалению, этот метод требует очень много исходного материала и часто приводит к повреждению и потере тех самых метилированных молекул, которые предполагалось отыскать.

Напротив, наножидкостные устройства способны проводить выборку индивидуальных молекул из чрезвычайно малого количества исходного материала, взятого для анализа. Одно из таких устройств, разработанное в лаборатории Гарольда Крейхёда (Harold Craighead), описано в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences (Cipriany et al., Real-time analysis and selection of methylated DNA by fluorescence-activated single molecule sorting in a nanofluidic channel).

Немного подробностей. Процесс начинается с биохимической реакции, при которой к метилированной молекуле ДНК селективно присоединяется флуоресцентный маркер. Затем образец проталкивается вдоль наножидкостного канала диаметром в 250 нм, достаточно узкого для того, чтобы пропустить за раз только одну молекулу ДНК. Лазерный луч всё время подсвечивает канал, вызывая люминесценцию маркера. Когда светящаяся молекула проходит мимо детектора, срабатывает триггер электрического поля, и электрический импульс отклоняет молекулу, толкая её к одной стороне прямо перед Y-образным разветвлением. В итоге метилированные молекулы идут к одному месту сбора, а все остальные — к другому.


Молекулы ДНК, помеченные флуоресцентным маркером, сортируются электрическим импульсом,
толкающим их в направлении одного из двух ответвлений (схемы из статьи в PNAS)

По словам разработчиков, устройство функционирует настолько быстро, что способно сортировать более 500 молекул в минуту.

Флуоресцентная сортировка — явление известное. По сути, исследователи из Корнеллского университета не изобрели ничего принципиально нового, зато смогли провести миниатюризацию и сделать возможным проведение сепарации по индивидуальным молекулам.

Отсортированные метилированные молекулы могут быть подвергнуты дальнейшему изучению с использованием традиционных микрожидкостных устройств для проведения секвенирования.

Подготовлено по материалам Корнеллского университета:
Nanofluidics sorts DNA one molecule at a time to study cancer-causing changes.

Портал «Вечная молодость» http://vechnayamolodost.ru
28.05.2012

Читать статьи по темам:

молекулярная биология нанотехнологии эпигенетика Версия для печати
Ошибка в тексте?
Выдели ее и нажми ctrl + enter
назад

Читать также:

Конкурс научно-популярных статей «био/мол/текст»

Основная тематика конкурса: молекулярная биология и биофизика, биомедицина и био- и нанотехнологии.

читать

Приключения нобелевского лауреата в Сибири

В Сибири лауреат Нобелевской премии 2006 года доктор Корнберг оказался впервые, как член Консультативного научного Совета фонда «Сколково», выездная сессия которого проходит в эти дни в Новосибирске.

читать

Летняя школа молекулярной и теоретической биологии для школьников

Двухнедельная школа углубленного изучения биологии и смежных дисциплин впервые пройдет по инициативе и при поддержке фонда «Династия» в августе 2012 года в пансионате «Пущино».

читать

Аспирантура в институте Макса Планка

Международный исследовательский институт молекулярной клеточной биологии и биоинженерии имени Макса Планка объявляет осенний набор аспирантов 2012 года.

читать

Постдоков-онкологов ждут в университете Гутенберга

Проект посвящен исследованиям в области химиотерапии и иммунотерапии онкологических заболеваний. Для участия в исследованиях необходима фундаментальная подготовка в молекулярной биологии и биохимии белка.

читать

Конгресс Федерации европейских биохимических обществ – 2013

Крупнейший форум европейских ученых в области наук о жизни, ежегодный конгресс Федерации европейских биохимических обществ (FEBS), пройдет в июле следующего года в Петербурге.

читать