Калифорнийские учёные представили новейшую технологию расшифровки так называемой эпигенетической инфы — "укрытого слоя" наследственности. Эти данные, которые не определяются традиционными методиками, но, оказывают очень существенное воздействие на то, как записанные в геноме инструкции будут реализованы.
Небольшой экскурс в историю: наука эпигенетика начала активно развиваться в конце XX века
Калифорнийские учёные представили новейшую технологию расшифровки так называемой эпигенетической инфы — "укрытого слоя" наследственности. Эти данные, которые не определяются традиционными методиками, но, оказывают очень существенное воздействие на то, как записанные в геноме инструкции будут реализованы.
Небольшой экскурс в историю: наука эпигенетика начала активно развиваться в конце XX века, когда учёные пришли к пониманию того, что наследственная информация заложена не только в самой последовательности ДНК, ну и в определённых модификациях отдельных кодирующих "букв алфавита" – нуклеотидов.
Так, например, обыденное добавление метильной группы (CH3) часто приводит к инактивации модифицированного участка ДНК. Неувязка до сих пор была в отсутствии у исследователей хоть сколько-нибудь потокового метода работы с эпигеномом – модифицированные нуклеотиды находили практически "с лупой".
Широко распространённая разработка поиска метильных групп заключается в следующем: образцы ДНК химически модифицируют так, что неметилированные нуклеотиды (даже более конкретно – цитозин) преобразуются в другой тип нуклеотидов – урацил (в РНК он заменяет тимин).
В норме ДНК не содержит урацил совершенно, потому после определения последовательности спецы могут узнать, какие цитозины содержат метильную группу. У этого способа есть масса существенных недостатков, главный из которых, разумеется, чрезмерная трата, как ресурсов, так и просто времени.
Также, похожая модификация генома не позволяет искать метилированные аденины (очень распространённые, например, у бактерий), не говоря уже о том, что хим обработка повреждает ДНК и тем априори понижает точность итоговой расшифровки.
Все перечисленные предпосылки подтолкнули создателей новой работы — исследователей из компании Pacific Biosciences — к принципиально другой методике поиска эпигенетических модификаций, основанной на использовании флуоресцентных меток.
В чём суть так называемой SMRT-технологии (SMRT sequencing): в процессе определения последовательности фермент ДНК-полимераза выстраивает копию изучаемой цепи ДНК из нуклеотидов, находящихся в реакционной смеси. К ним присоединены флуоресцентные маркеры.
Хоть какой из четырёх нуклеотидов, входящих в состав ДНК (известный всем "тетраграмматон" аденин-цитозин-гуанин-тимин) светится своим уникальным цветом, поэтому для экспертов не составит особого труда отыскать при помощи специального сканера последовательность новосозданной нити ДНК.
Наличие метилированных нуклеотидов в SMRT-методе распознают по изменению времени следующей вспышки – это означает, что фермент включил в цепь очередной нуклеотид.
Новая разработка позволяет очень быстро определять местонахождение метильной группы.
На данный момент ложка дёгтя: SMRT-технология не позволяет определять наличие метилирования на отрезках ДНК большой длины – лучше всего она работает для фрагментов длиной в тысячу нуклеотидов или меньше.
А ведь для того чтобы получить полногеномную карту метилирования, в качестве "сырья" необходимо использовать отрезки ДНК длиной от 8-10 тысяч нуклеотидов, как минимум. Пока у экспертов нет ответа на вопрос, как они собираются справиться с этой неувязкой – она просто напряжённо решается, методом проб и ошибок.
Но, представители Pacific Biosciences полны оптимизма и планируют начать выпуск устройств, определяющих последовательность ДНК при помощи SMRT-метода уже в этом году, а в 2011 – запустить линейку устройств, которые могут определять наличие метильных групп.
Тема, которой занимаются калифорнийские генетики, очень неоднозначна и потенциально таит в себе много возможностей. Изменение надгеномных модификаций может иметь значение для протекания многих принципных процессов в организме (и при развитии рака в том числе).
Также понятно, что эпигенетические конфигурации затрагивают белки, связанные с нуклеиновыми кислотами. Видеопрезентацию новой методики можно уже сейчас посмотреть на сайте Pacific Biosciences.
Похожие статьи:
