Ученые пяти институтов Сибирского отделения Российской академии наук (СО РАН) разработали макет микрочипового синтезатора, который способен синтезировать в одном эксперименте 12 тыс. коротких фрагментов ДНК и РНК - олигонуклеотидов. Они необходимы для диагностики, синтетической биологии и персонализированной медицины. Традиционный синтезатор позволяет получать 8 или 96 олигонуклеотидов, рассказал ТАСС ведущий научный сотрудник Института химической биологии и фундаментальной медицины СО РАН Александр Синяков.

Олигонуклеотиды - короткие синтетические фрагменты ДНК и РНК, на основе которых можно создавать диагностические системы, терапевтические ген-направленные препараты и конструировать искусственные биологические системы с заданными свойствами. Работа выполнена сотрудниками ИХБФМ СО РАН, Новосибирским институтом органической химии им. Н. Н. Ворожцова, Международным томографическим центром, Институтом физики полупроводников им. А. В. Ржанова и Институтом автоматики и электрометрии СО РАН.

"В России есть одна фирма, которая выпускает синтезаторы, которые синтезируют одновременно 8 олигонуклеотидов либо 96. <…> Нам удалось синтезировать 12 тыс. олигонуклеотидов", - сказал Синяков, добавив, что в данный момент ученые работают над возможностью получать одновременно сотни тысяч фрагментов ДНК.

Реакционная камера устройства и его и система управления синтезом отличаются от традиционного синтезатора. В новой разработке используется плата из 800 тыс. управляемых микрозеркал, каждое их которых может отразить ультрафиолет на подложку, где идет синтез.

По данным издания "Наука в Сибири", в ходе синтеза используется процесс, который называется фотолитография - поверхность пластины освещается с помощью ультрафиолета. Компьютер, управляющий процессом синтеза, генерирует виртуальные фотомаски, с помощью которых засвечиваются определенные фрагменты стеклянной пластины. В том месте, куда падает свет, происходит пришивка нуклеотида. Дальше этот цикл наращивания олигонуклеотидной цепи повторяется.

О применении олигонуклеотидов

"В настоящее время нужны сотни тысяч и миллионы олигонуклеотидов для определения разного рода патогенов так называемой методикой нового секвенирования. Для того, чтобы выделить мишени известных вирусов, нужны миллионы олигонуклеотидов. Если делать на традиционных синтезаторах - это очень долго и дорого", - сказал Синяков.

Для создания искусственного генома человека, состоящего из 3 млрд пар нуклеотидов на традиционном 96-луночном синтезаторе, потребовалось бы работать в три смены в течение 1,3 тыс. лет, привел пример ученый.

Также большое количество олигонуклеотидов необходимо для создания персонализированных лекарственных препаратов и для задач синтетической биологии. "[...] Синтетическая биология заключается в конструировании искусственной жизни с заранее заданными свойствами путем конструирования их геномов", - пояснил он, добавив, что для этого также нужно создавать большие библиотеки элементов конструирования.

По материалам сайта ТАСС