Сибирские ученые расшифруют нарушенную ДНК
Ученые из Новосибирска разрабатывают коктейль из белков, с помощью которого можно будет расшифровывать нарушенную ДНК. Изобретение важно для археологов и судмедэкспертов, чтобы определить личность умершего человека по останкам.
Исследователи Института химической биологии и фундаментальной медицины СО РАН (ИХБФМ) и Новосибирского государственного университета разрабатывают коктейль из белков, который поможет в расшифровке нарушенной ДНК, сообщает «Наука в Сибири».
Для получения информации об изучаемом организме и определения последовательности нуклеотидов ДНК секвенируют. Процедура начинается с копирования последовательности — амплификации, но если ДНК нарушена, некоторые ее участки не могут копироваться.
По словам директора Центра перспективных биомедицинских исследований НГУ Дмитрия Жарова, «испорченную» ДНК нужно наблюдать историкам и археологам для изучения ДНК древних людей и животных, а также при судмедэкспертизе.
«Допустим, если мы пытаемся определить личность человека по его останкам или подозреваемого в преступлении — по биологическим следам, а часть уникальных маркеров не видна из-за разрушения последовательностей во внешней среде, можно ошибиться», — объяснил он.
Ученые НГУ создали набор белков, который восстановит разные виды нарушенной ДНК для дальнейшего копирования.
Такую смесь добавляют при подготовке проб для секвенирования, в результате чего снижается число ошибок прочтения ДНК и становится больше фрагментов, которые можно распознать.
«Мы, понимая, какие повреждения преимущественно случаются, знаем механизмы их репарации в живых клетках — соответственно, берем те белки, которые устраняют те или иные нарушения, и смешиваем их, — рассказал Жарков. — Эта работа началась около десяти лет назад, мы сформировали перечень отдельных „ингредиентов“, а потом уже начали оптимизировать смеси для различных целей и задач, чем сейчас и продолжаем заниматься».
Исследователь уточняет, что ДНК состоит из двух цепей, и повреждения происходят только с одной из них. Специально подобранные белки достраивают недостающие элементы.
«Когда организм живой, репарация идет с огромной эффективностью — буквально одно-два из триллионов нарушений не восстанавливаются, — отмечает Жарков. — Когда же организм умирает, процессы прекращаются, и ДНК начинает постепенно разлагаться. Чем дольше она лежит, тем больше разрушается, но в целом в настоящее время можно эффективно „ремонтировать“ образцы возрастом в десятки тысяч лет. Чем старее ДНК, тем меньше в ней элементов, которые удается выделить с помощью традиционных методик. Наш способ удлиняет читаемые цепочки».
Полученный коктейль из белков исследователи испытали на модельных системах: специально повреждали ДНК, а потом восстанавливали. Коктейль применяли и в исследованиях, которые ведутся в лаборатории геномного редактирования ИХБФМ СО РАН. Как отмечает Дмитрий Жарков, разработка еще не закончена полностью: ее тестируют, совершенствуют и доводят до полностью рабочего состояния.