Учені розробили нову технологію розшифровки епігенетичної інформації - "надбудов" хромосомної ДНК, які не визначаються традиційними методами, проте істотно впливають на реалізацію записаних у ДНК даних. Робота дослідників із компанії Pacific Biosciences опублікована в журналі Nature Methods.
Наука епігенетика почала активно розвиватися наприкінці минулого сторіччя, коли вчені почали розуміти, що спадкова інформація закладена не тільки в самій послідовності ДНК, але також у певних модифікаціях окремих "літер" - нуклеотидів. Наприклад, додавання метильной групи - CH3 - часто призводить до інактивації модифікованої ділянки ДНК.
До цього часу в дослідників не було "потокового" методу роботи з епігеномом - змінені нуклеотиди відшукувалися фактично вручну. Найбільш поширена технологія пошуку метильных груп, наприклад, полягала в наступному: зразки ДНК хімічно модифікувалися так, що неметильовані нуклеотиди (конкретно - цитозин) перетворювалися на інший тип нуклеотидів - урацил. У нормі ДНК не містить урацил, тому після визначення послідовності дослідники могли дізнатися, які цитозини містять метильну групу, а які - ні. Проте цей спосіб має декілька серйозних недоліків - по-перше, він дуже дорогий і вимагає часу, по-друге, не дозволяє знаходити метиловані аденіни (така модифікація дуже поширена, наприклад, у бактерій), а по-третє, хімічна обробка пошкоджує ДНК і знижує точність розшифровки.
Автори нової роботи запропонували принципово інший спосіб пошуку епігенетичних модифікацій. Він заснований на використанні флуоресцентних міток - у ході визначення фермент ДНК-полімераза створює копію ланцюга ДНК, що вивчається, із тих, що знаходяться в реакційній суміші нуклеотидів, до яких приєднані флуоресцентні "доважки". Кожен із чотирьох нуклеотидів, що входять до складу ДНК (аденін, цитозин, гуанін і тимін), флуоресціює власним кольором, тому вчені можуть визначити послідовність новосинтезованого лагцюга ДНК за допомогою спеціального сканера. Про наявність метилованих нуклеотидів учені судять по зміні часу наступного спалаху, що означає, що фермент включив у ланцюг черговий нуклеотид.
Нова технологія дозволяє дуже швидко визначати, які нуклеотиди в ДНК несуть метильну групу. Проте поки дослідники змогли пристосувати методику не для всіх типів метилування, і, крім того, вона не дозволяє визначати наявність метилування на довгих відрізках ДНК - краще всього технологія працює для фрагментів завдовжки менше тисячі нуклеотидів. Для того, щоб отримати карту повногенома метилування, ученим як "початковий матеріал" необхідно мати відрізки ДНК завдовжки від восьми до десяти тисяч нуклеотидів.
У майбутньому фахівці мають намір усунути недоліки свого методу. Проте, компанія Pacific Biosciences планує почати випуск приладів, що визначають послідовність ДНК за допомогою нової технології, уже в 2010 році, а в 2011 році дослідники розраховують запустити лінію приладів, які могли б визначати наявність метильных груп.
У даний час учені, що займаються епігенетикою, показали, що зміна надгеномних модифікацій надзвичайна важлива для протікання багатьох важливих процесів в організмі, зокрема при розвитку раку. Крім модифікацій ДНК, епігенетичні зміни зачіпають білки, пов'язані з нуклеїновими кислотами.
Схематичне зображення метилування ДНК за цитозином. Зображення із сайту scq.ubc.ca
Источник: Хрещатик - Київська мунiципальна газета | Прочитать на источнике
Добавить комментарий к новости "Розроблена нова технологія розшифровки "надгеномной" інформації"