Naqoya Universiteti tərəfindən

Sadie Harley tərəfindən redaktə edilib , Robert Egan tərəfindən nəzərdən keçirilib

 Redaktorların qeydləri

 GIST

Tercih edilən mənbə kimi əlavə edin

Kredit: Pixabay/CC0 İctimai Sahə

DNT canlı orqanizmlər üçün plan rolunu oynayan uzun zəncirlərdən ibarətdir. Gen mühəndisliyində elm adamları müəyyən yerlərdə DNT-ni kəsir və nəticədə alınan fraqmentləri digər DNT ardıcıllıqları ilə birləşdirir və bu da qabaqcıl bitki yetişdirilməsi, genetik xəstəliklərin müalicəsi və dərman kəşfi üçün heyvan modellərinin yaradılması kimi tətbiqlərə imkan verir.

Qısa DNT fraqmentlərinin yığılması, effektiv bağlanmanı asanlaşdırmaq üçün yapışqan uclar kimi tanınan asılmış ardıcıllıqlar tələb edir. Bununla belə, yapışqan uclar yaratmaq üçün hədəf yerlərdə dəqiq kəsmə tələb olunur ki, bu da mövcud texnologiyalarla çətin olaraq qalır.

Yaponiyalı bir tədqiqat qrupu, hədəf nöqtələrində DNT-ni dəqiq şəkildə kəsib birləşdirmək üçün gümüş nanopartikül əsaslı bir texnologiya hazırladı və ənənəvi restriksiya fermenti metodlarından iki-beş dəfə daha yüksək DNT yığma səmərəliliyinə nail oldu. Bu tapıntılar Nucleic Acids Research jurnalında dərc edilib .

Mövcud metodların limitləri

Ənənəvi uzun zəncirli DNT yığımı, DNT-ni kəsmək üçün restriksiya fermentlərindən və fraqmentləri yenidən birləşdirmək üçün T4 DNT liqazından istifadə edir. Lakin, restriksiya fermentləri yalnız müəyyən ardıcıllıqlarda kəsir və çox vaxt çox qısa olan yapışqan uclar əmələ gətirir ki, bu da birləşmə səmərəliliyini məhdudlaşdırır.

Bu məhdudiyyəti aradan qaldırmaq üçün Naqoya Universitetində professor Hiroşi Abe və dosent Masahito İnaqakinin rəhbərlik etdiyi tədqiqat qrupu, Gifu Universitetində professor Natsuhisa Oka ilə əməkdaşlıq edərək, restriksiya fermentləri əvəzinə kimyəvi reaksiyalardan istifadə edərək hədəf yerlərdə DNT parçalanmasını araşdırdı.

Tədqiqatçılar 1990-1992-ci illər arasında bildirilən bir reaksiyanı araşdırdılar ki, bu reaksiyada gümüş ionları müəyyən yerlərdə 3′-tiol ilə modifikasiya olunmuş DNT-ni parçalayır. Onlar onun uyğun yapışqan uclar yaratmaq potensialını qiymətləndirdilər. Nəticələr göstərdi ki, gümüş ionları DNT-ni effektiv şəkildə parçalasalar da, qeyri-spesifik şəkildə bağlanır və çöküntüyə səbəb olur. Bu, praktik istifadə üçün kifayət olmayan təxminən 14% aşağı DNT bərpa nisbətinə səbəb oldu.

Nanopartiküllər parçalanmanı necə yaxşılaşdırdı

Daha sonra komanda gümüş nanopartikullardan istifadə edərək, onların reaksiyadan sonra santrifüqləmə yolu ilə çıxarıla biləcəyini və bunun DNT bərpasını potensial olaraq artıra biləcəyini fərz etdi.

Təcrübələr göstərdi ki, DNT-nin parçalanma səmərəliliyi iki saat ərzində 70°C (158°F)-də təxminən 50%-ə, 95°C (203°F)-də isə təxminən 100%-ə çatıb. Lakin bu yüksək temperaturlar uzun zəncirli DNT-yə zərər vurma riski yaradır.

Bunu həll etmək üçün komanda stabilliyi və dispersiyanı artırmaq üçün nanopartikulları suda həll olan polimer olan polietilen glikol (PEG) ilə örtdü. Bu modifikasiya 31 saat ərzində 37°C (99°F) temperaturda PEG olmadan 36%-dən PEG ilə 92%-ə qədər artırdı.

Tədqiqatın ilk müəllifi İnagaki bildirib ki, “Sonda biz şəraiti praktik səviyyəyə qədər optimallaşdırdıq və ətraf mühitin temperaturu altında cəmi bir-iki saat ərzində 50°C (122°F) temperaturda PEG ilə modifikasiya olunmuş parçalanma səmərəliliyini 91%-dən yuxarı səviyyəyə çatdırdıq”.

Bu prosesin əlavə bir faydası, nanopartikül səthlərinə bağlı istenmeyen DNT fraqmentlərinin çıxarılması və yalnız yapışqan ucları olan istənilən fraqmentlərin məhlulda qalması idi. Bu təmizləmə prosesi son DNT bərpa nisbətini 14%-dən 98%-ə qədər artırdı.

Daha güclü birləşmə və gələcək istifadələr

Gümüş nanohissəciklərinin istifadəsi, ənənəvi restriksiya fermentləri ilə çətin olan 8 əsaslı yapışqan uclu DNT fraqmentlərinin yaranmasına da imkan yaratdı. Bu fraqmentləri birləşdirmək üçün T4 DNT ligazından istifadə etməklə, komanda ənənəvi metodların birləşmə səmərəliliyini təxminən ikiqat artırdı.

Gündəlik məlumat üçün Phys.org-a etibar edən 100.000-dən çox abunəçi ilə elm, texnologiya və kosmosdakı ən son yenilikləri kəşf edin . Pulsuz bülletenimizə abunə olun və vacib olan nailiyyətlər, innovasiyalar və tədqiqatlar haqqında gündəlik və ya həftəlik yeniliklərdən xəbərdar olun .

18 əsaslı çıxıntı ilə birləşmə səmərəliliyi 44%-ə çatdı, ənənəvi 4 əsaslı çıxıntı ilə isə cəmi 8%-ə çatdı ki, bu da beşqat irəliləyiş deməkdir.

Bu yanaşmanın praktik tətbiqini qiymətləndirmək üçün tədqiqatçılar yaşıl flüoresan zülalı (GFP) kodlayan bir DNT fraqmenti toplayaraq onu insan HeLa hüceyrələrinə daxil etdilər. Onlar GFP ifadəsini uğurla təsdiqlədilər ki, bu da dəqiq yığılmanı göstərir.

İnagaki dedi: “Biz inanırıq ki, bu texnologiya genom DNT-nin sintezi üçün faydalı olacaq və xərçəng peyvəndləri və gen terapiyası üçün mRNT kitabxanasının yaradılması, eləcə də süni protein dərmanlarının və genom bitkilərinin inkişafı kimi sahələrdə bir çox mümkün tətbiqlərə malikdir .”

O, həmçinin növbəti addımı izah etdi: “İki DNT fraqmentinin birləşdirilə biləcəyini göstərdik. İndi isə birdən çox fraqmentin eyni anda birləşdirilə biləcəyini təsdiqləməliyik – bu, genom miqyaslı DNT qurmaq üçün əsas addımdır.”

Nəşr detalları

Gümüş Nanopartikülü İnduksiya Edilmiş Sahəyə Xüsusi Zəncir Parçalanması Uzun Zəncirli DNT Yığılması üçün Kimyəvi Modifikasiya Edilmiş Oliqonukleotidlərin, Nuklein Turşuları Tədqiqatı (2026). DOI: 10.1093/nar/gkag525

Jurnal məlumatı: Nuklein turşuları tədqiqatı 

Əsas anlayışlar

BiomolekullarBədən və orqan sistemləriPolimerlər

Naqoya Universiteti tərəfindən təmin edilir