Новосибирские ученые приблизились к созданию принтера для ДНК

В Новосибирске исследователи Института химической биологии и фундаментальной медицины имени Кнорре СО РАН выяснили, как устроены ферменты, способные собирать длинные молекулы ДНК за один цикл. Это, по расчетам авторов, серьезное продвижение к отечественной технологии синтеза генных конструкций. Об этом пишет сайт Российская газета.

Сегодня длинные цепочки ДНК приходится собирать по частям. Химический метод дает лишь короткие фрагменты — от 100 до 150 нуклеотидов, то есть «букв» генетического кода. Чтобы получить целый ген примерно из 1000 нуклеотидов или сложную систему на 10 тысяч, кусочки сшивают между собой.

Такой путь занимает много времени и нередко оборачивается ошибками и разрывами. Решение исследователи видят в ферментах — белках, действующих наподобие молекулярных машин. Эти молекулы умеют наращивать цепь нуклеиновых кислот в заданном порядке.

Катализатором могут выступить терминальные нуклеотидилтрансферазы. Они распознают модифицированные нуклеотиды и присоединяют их. Осталось добиться, чтобы фермент эффективно встраивал нужные «строительные блоки» в правильной последовательности.

Авторы разобрались, как человеческий фермент взаимодействует с праймером и входящим нуклеотидом на базе модифицированного нуклеозидтрифосфата. Ключевую роль, по их данным, играют конформационные перестройки — динамические изменения структуры белка и субстратов, от которых зависит эффективность химической реакции.

«Разобравшись в механизме, мы можем целенаправленно улучшать фермент, ускорять нужные стадии и делать его эффективнее», — пояснил член-корреспондент РАН Никита Кузнецов.

Работу ведут биохимики, химики и биотехнологи. Выход на длинные структуры ДНК позволит создавать генные конструкции для новых метаболических путей, вакцин и диагностических систем.