Фрагменты ДНК могут являться специфичными биомаркерами. Например, для инфекций — патоген или паразит, который вызывает инфекционные заболевания, имеет свойственные только ему последовательности ДНК. Для наследственных заболеваний человека также определены изменения последовательности ДНК, которых нет у здоровых. Поэтому очень актуально анализировать специфические фрагменты ДНК. Полимеразная цепная реакция является классическим способом, золотым стандартом анализа фрагментов ДНК (ПЦР-диагностика). Но у методики ПЦР есть определенные недостатки: это достаточно длительный и чувствительный к присутствию в образце мешающих примесей процесс. Если бы удалось создать процедуру, свободную от этих недостатков, но обладающую сходной высокой чувствительностью, то новый метод был бы востребован, в частности, в медицинской диагностике.

Коллектив авторов из ИТЭБ РАН представил в сентябрьском номере журнала Analytical Сhemistry альтернативную методику быстрого высокочувствительного определения фрагментов ДНК.

— Наш метод основан на использовании технологий, которые были ранее разработаны для иммуноанализа на белковых микрочипах. В данной работе аналогичные технологии были применены для анализа ДНК. Однако значительную часть работы пришлось делать заново, т.к. у молекул ДНК совершенно другая химия, и, например, для того, чтобы иммобилизовать олигонуклеотиды на специальной подложке, необходимо было создавать новую технологию, — сообщил соавтор статьи, заведующий Лабораторией наноструктур и нанотехнологий Института теоретической и экспериментальной биофизики РАН, кандидат химических наук Юрий Шляпников.

Схема эксперимента (предоставлена авторами рабо...

Схема эксперимента (предоставлена авторами работы).

В результате был сконструирован микрочип, на котором химически привязаны кусочки ДНК, специфичные к тем последовательностям, которые необходимо уловить. Впервые для нового метода диагностики была применена проточная микроячейка особой конструкции, позволяющая собирать фрагменты ДНК из потока образца на микрочипе в электрическом поле. Магнитные метки позволяют быстро детектировать пойманные на микрочипе фрагменты ДНК.

Экспериментальная установка. Фотография пресс-с...

Экспериментальная установка. Фотография пресс-службы ИТЭБ РАН.

Альтернативный метод показал чувствительность, близкую к чувствительности ПЦР — несколько тысяч молекул, но, в отличие от ПЦР, значительно сокращено время проведения анализа — до 10 мин.

Работа поддержана Стипендией Президента РФ.