Точность синтеза геномного принтера, разработанного в ТУСУР, не уступает зарубежным аналогам

В Институте химической биологии и фундаментальной медицины СО РАН завершились исследования массива олигонуклеотидов, полученных с помощью геномного принтера, разработанного в ТУСУРе. Олигонуклеотиды были  использованы для синтеза фрагмента гена (длиной 402 п.о.) методом полимеразной циклической сборки. Собранный фрагмент гена был клонирован в плазмидный вектор, который использовали для трансформации бактериальных клеток.

«Мы проанализировали десяток клонов. По результатам анализа было установлено, что частота ошибок в генной конструкции, собранной из синтезированных на опытном образце олигонуклеотидов,  составляет 3 ошибки на 1000 п.о. Анализ литературных данных показал, что точность синтеза установки, разработанной в ТУСУР, не уступает зарубежным аналогам», - рассказал заведующий лаборатории синтетической биологии ИХБФМ СО РАН Илья Довыденко.

Сегодня олигонуклеотиды используются в таких областях как молекулярная биология, генная инженерия, биотехнология и медицина.

«Самое простое, где обыватель может столкнуться с олигонуклеотидами, это диагностика инфекционных заболеваний. Все помнят недавнюю пандемию, одним из способов определения наличия инфекции SARS CoV-2 был ПЦР тест. Для проведения данного теста необходима пара специфичных к генной последовательности вируса олигонуклеотидов, именуемых праймерами, - привел пример применения Илья Довыденко. -  Есть уже терапевтические препараты на основе олигонуклеотидов, например Нусинерсен (Спинраза), направленный на лечение спинальной мышечной атрофии».

Для решения таких задач олигонуклеотида нужно много, для этого существуют препаративные ДНК синтезаторы, которые позволяют получать милиграммы и даже граммы субстанции. В России есть приборы, которые способны закрыть эти потребности. Однако помимо медицинского применения есть и другие задачи, где требуется много различных олигонуклеотидов, но не в большом количестве. Именно эту задачу решает отечественный геномный принтер, разработанный в ТУСУРе. С его помощью в будущем можно параллельно синтезировать тысячи и десятки тысяч олигонуклеотидов. При этом количество синтезируемого олигонуклеотида уменьшается, что приводит к кратному удешевлению синтеза.

«В мизерном количестве олигонуклеотиды применяются для синтеза генов и геномов. Имея такой геномный принтер, можно собрать не только фрагмент гена, но и синтезировать «с нуля» целый геном, внеся в него свои правки. Это открывает больше возможностей для генной инженерии и синтетической биологии. Также данную технологию можно использовать для хранения информации: существуют и развиваются проекты по хранению информации с помощью ДНК, - рассказал о перспективах, которые открываются у российской науки заведующий лаборатории синтетической биологии ИХБФМ СО РАН. – Также теперь мы можем говорить о разработке специальных диагностических наборов, нацеленных на выявление определенных мутаций, которые могут быть связаны с генетическими заболеваниями, раком и т. д. Раньше такие панели мы заказывали в западных странах».

Уже до конца года в ТУСУРе планируют усовершенствовать отдельные узлы устройства.