DNA w formie kodu kreskowego przyspiesza mapowanie genomu
Zespół naukowców, których prace są finansowane ze środków unijnych, stworzył tanią i łatwą metodę "przetapiania" molekuł DNA (kwasu dezoksyrybonukleinowego) na kod kreskowy w ciągu 1-2 godzin zamiast jak zazwyczaj doby. Ta nowa technika, opisana w czasopiśmie Proceedings of the National Academy of Sciences USA, mogłaby zostać wykorzystana do szybkiego mapowania genetycznego i diagnozy medycznej. Projekt READNA (Rewolucyjne podejścia i urządzenia do analizy kwasów nukleinowych) otrzymał niemal 12 mln EUR z tematu "Zdrowie" Siódmego Programu Ramowego (7PR), którego budżet przeznaczony jest na finansowanie przełomowych technik sekwencjonowania i genotypowania DNA, które mają zrewolucjonizować metody analizy kwasów nukleinowych. "Mapowanie genomu danej osoby jest obecnie kosztownym i skomplikowanym procesem" - wyjaśnia Jonas Tegenfeldt z Uniwersytetu w Lund, Szwecja. Nowa technika może wyeliminować obydwie te wady. Po pierwsze wymaga tylko jednej molekuły DNA do analizy, zatem nie ma potrzeby wcześniejszej amplifikacji DNA. Nie ma również konieczności wstępnej obróbki czy fragmentacji molekuły DNA, dzięki czemu można wykryć zmienność sekwencji DNA bez wpływania na ogólną organizację genomu. To sprawia, że proces jest szybszy i tańszy. Technika ta umożliwia również porównanie między komórkami bez konieczności uśredniania wyników grupy amplifikowanych molekuł. Właściwości te czynią z niej idealną kandydatkę na rutynową analizę szpitalną, aby sprawdzić na przykład, czy pacjent ma genetyczne predyspozycje do choroby. Kody kreskowe DNA nie są niczym nowym, z tym że ta metoda wprowadza nowy sposób ich uzyskiwania. Technika opiera się na fakcie topnienia różnych części molekuły DNA w różnych temperaturach. Molekuła DNA składa się z dwóch łańcuchów, które można rozpleść laboratoryjne do analizy. Każdy łańcuch DNA ma odrębną sekwencję, tj. charakterystyczną serię nukleozasad zwanych adeniną, tyminą, guaniną i cytozyną (A, T, G i C). Dwa łańcuchy utrzymują się razem za pomocą wiązań między nukelozasadami: "A" może tworzyć parę wyłącznie z "T", a "G" zawsze łączy się z "C". Para "G-C" jest ściślej powiązana niż para "A-T", zatem jej stopienie wymaga wyższej temperatury. Naukowcy najpierw rozciągnęli DNA w nanokanale przed ogrzaniem go do temperatury, w której topi się jedynie wiązanie "A-T". Wcześniej DNA jest zabarwiane specjalną substancją fluorescencyjną, aby uzyskać obraz stopionej molekuły. Wzór powstający w wyniku częściowego topnienia pokazuje podstawową sekwencję w sposób gruboziarnisty, tj. topiące się części bogate w "A-T" są mniej fluorescencyjne i tworzą ciemne pola w kodzie paskowym. Kod paskowy jest niepowtarzalny dla danej sekwencji każdej, analizowanej molekuły DNA. W skład konsorcjum READNA weszli naukowcy z 12 instytucji akademickich i 6 przedsiębiorstw prywatnych z całej Europy. Grupa wykorzystuje postępy w technologii nanoprodukcyjnej - wypracowane pierwotnie na potrzeby produkcji układów scalonych - do budowy małoskalowych urządzeń "nanocieczowych" wykorzystywanych do manipulowania pojedynczymi molekułami i analizowania ich. Technika kodu kreskowego jest już opatentowana i może znaleźć istotne zastosowania medyczne na przykład w identyfikowaniu wirusów i bakterii u pacjenta. Zdaniem dr Tegenfeldta "możemy również sprawdzić, czy coś poszło nie tak w genomie człowieka, ponieważ istnieje możliwość zobaczenia, czy któraś część chromosomu przesunęła się z jakiegoś powodu. Tak właśnie się dzieje w przypadku niektórych chorób."
Kraje
Szwecja