Клетки могут читать ДНК с искусственным линкером

Источник: phys.org

К такому выводу пришла группа исследователей Университета Саутгемптона (Великобритания) во главе с доктором Али Тавассоли. Ученые впервые доказали, что клик-химия может быть использована для сборки нитей ДНК, которые будут полноценно функционировать в клетках человека. Таким образом, открывается путь для синтеза генов чисто химическими методами. Доктор Тавассоли и его соавторы доктор Джереми Блэйдс и профессор Том Браун провели эксперименты и выяснили, что клетки человека способны правильно прочитать нити ДНК, сшитые с использованием синтетического связующего.

В натуральной ДНК основная цепь состоит из пентозы и фосфатных групп. Они сшивают нуклеотиды в единое целое, используя фосфодиэфирные связи. Такой «костяк» выступает в роли каркаса для четырех оснований, составляющих генетический код. Как поясняет доктор Тавассоли, химики уже давно стремятся к синтезу длинных нитей ДНК. Но до сих пор движение в этом направлении ограничивалось тем предположением, что для правильного функционирования ДНК в клетках необходима фосфодиэфирная связь. В итоге ученые использовали подход, сочетающий в себе синтез ДНК, ПЦР — амплификацию (полимеразную цепную реакцию) и ферментативное легирование. Такая методика является слишком сложной и малоэффективной. Новая искусственная ДНК была создана путем соединения олигонуклеотидов при помощи клик-химии.

Клик-химия означает синтез веществ за счет быстрой и надежной сборки крупных молекул из мелких единиц. В данном случае модифицированные отрезки ДНК сшивались вместе с использованием алкин-азидного циклоприсоединения. В качестве катализатора реакции применялась медь. Этот подход оставляет в основной цепи триазольные группы, и ученые опасались, что клеточные механизмы не смогут прочитать ДНК с таким неестественным линкером. И все же транскрипция в клетках человека была безошибочной. Как отмечает доктор Тавассоли, теперь ферментативные методы сборки и сшивания ДНК могут быть заменены высокоэффективными химическими реакциями. Новое открытие высоко оценил Барри Шарплесс — лауреат Нобелевской премии, первым описавший процесс клик-химии.