В ТУСУРе завершена работа над созданием опытного образца геномного принтера

В ТУСУРе завершена работа над созданием опытного образца первого отечественного геномного принтера, обеспечивающего массовый автоматический синтез олигонуклеотидов с высокой плотностью.

«Полный цикл разработки занял у нас менее двух с половиной лет. За это время мы прошли все этапы: от макетирования основных функциональных узлов и отработки базовых принципов до создания экспериментальной установки, и сейчас, опытного образца принтера. Теперь можно сказать уверенно, что благодаря участию в этой междисциплинарной работе на стыке робототехники, микроэлектроники, органической химии и биотехнологий наш коллектив получил не только уникальные материальные результаты в виде созданной системы, ее ключевых элементов и технологий, но и новые междисциплинарные знания на стыке нескольких научных направлений. А главное - научный, технологический и кадровый задел для развития данной тематики», – сказал руководитель проекта, проректор по научной работе и инновациям ТУСУРа Антон Лощилов.

«В настоящее время с использованием принтера выполнен синтез массива олигонуклеотидов. Пока это небольшой массив, состоящий из 35 последовательностей, каждая из которых повторяется 3 раза, т.е. всего 105 точек (спотов). Самая длинная последовательность состоит из 31 нуклеотида, а самая короткая – из 10. Наши коллеги из Института химической биологии и фундаментальной медицины СО РАН «сняли» синтезированные последовательности с подложки и провели так называемую лигазную сборку. Дело в том, что последовательности, которые мы синтезировали, не случайные, отдельные их участки частично комплементарны друг другу и при определенных условиях собираются в двойную цепочку. Фермент лигаза сшивает эти последовательности и в результате получается длинная двойная цепочка ДНК. В нашем случае длина такой цепи составила 402 основания. Сам факт того, что сборка прошла и на выходе получилась последовательность нужной нам длины, говорит о том, что прибор работает правильно и принципы, которые были заложены в его основу, верны. Помимо этого, специалисты ИХБФМ посчитали, что прибор оказался достаточно экономичным для задач молекулярной биологии. Расход по некоторым реагентам оказался ниже примерно в 15 раз, а по амидофосфитам – более чем в 5 тысяч раз. Дело в том, что для таких задач, как лигазная или полимеразная сборка не требуется больших количеств олигонуклеотидов. Но традиционные планшетные синтезаторы из-за особенностей системы дозирования не могут работать с такими малыми количествами. В результате для сборки берется малая часть от этого количества, а остальное просто утилизируется», – рассказал заведующий лабораторией аддитивных технологий и инженерной биологии Руслан Гадиров.

Основные технические решения, которые были предложены при разработке геномного принтера, будут защищены патентами. Уже сейчас получено два свидетельства на программы для ЭВМ и подано 4 заявки на изобретения.

По словам разработчиков, в ближайшее время можно будет приступить к постановке технологии изготовления малой серии геномных принтеров для их поставки заинтересованным заказчикам. Также в ТУСУРе планируют продолжить работу по модификации устройства: усовершенствованию устройства дозаторов и других ключевых узлов принтера.