Главная » 2011 » Ноябрь » 27 » Биологи научились точно подсчитывать количество молекул ДНК и РНК
18:41
Биологи научились точно подсчитывать количество молекул ДНК и РНК
Шведские и финские биологи разработали
методику, позволяющую пометить любую молекулу РНК или ДНК и определить
их общее количество, не пересчитывая все молекулы в растворе, что
значительно увеличит точность всех современных технологий чтения и
копирования переносчиков генетической информации. Юсси Тайпале (Jussi
Taipale) из Каролинского университета в Стокгольме (Швеция) и его
коллеги опубликовали «рецепт» этой технологии и итоги ее первой проверки
на практике в статье в журнале Nature Methods.
Тайпале и его коллеги создали несколько типов уникальных
идентификаторов молекулы, при помощи которых можно определить
происхождение молекулы и ее копий. Одной из таких «бирок» выступал
случайно составленный фрагмент ДНК, которые ученые присоединяли к
обрывкам анализируемой цепочки. Второй вид идентификатора содержится в
самой молекуле — ученые просто разбивают ее на короткие цепочки
нуклеотидов, строительных «кирпичиков» ДНК, и считывают произвольный
участок в каждом сегменте.
Ученые проверили свою методику следующим образом. Они смешали равное
количество геномной ДНК мальчика, страдающего синдромом Дауна, и его
матери и разбили смесь ДНК на части химическим путем. Биологи выделили
образец, в котором содержался неполный набор фрагментов из каждого
генома, и попытались восстановить кариотипы — набор признаков всего
набора хромосом матери и ее ребенка при помощи компьютера. В статье
отмечается, что классический метод подсчета фрагментов ДНК не показал
того, что половина из них была получена от мальчика с тремя 21
хромосомами — основным признаком синдрома Дауна.
С другой стороны, уникальные идентификаторы в «обрывках» ДНК дали
правильные результаты — повышенное количество копий 21 хромосомы и
небольшая концентрация женской Х-хромосомы, которая есть у всех мужчин
только в одном экземпляре. Ученые отмечают, что точность подсчета
молекул ДНК растет с увеличением глубины секвенирования и количества
фрагментов в анализируемом образце. Затем биологи сравнили методы
мечения. Лучшими были признаны короткие метки на концах фрагментов ДНК,
поскольку такой вариант «бирок» можно применять не только для анализа
этих молекул, но и для подсчета РНК за один эксперимент.
При помощи этого метода ученые подсчитали число разных фрагментов
информационной РНК, выделенной из клетки мушки-дрозофилы. Биологи
использовали оригинальную молекулу РНК для сборки ее копии в виде ДНК,
разбили «слепок» на фрагменты и присоединили к ним участки-метки из 10
случайно выбранных нуклеотидов. После этого они 25 раз размножили
полученные обрывки ДНК и подсчитали количество фрагментов при помощи
собственной и основной существующей методики.
Классический способ оказался довольно неточным: у 8% генов число
обрывков не соответствовало их реальному количеству после деления
оригинальной молекулы на фрагменты. Уникальные же идентификаторы гораздо
лучше справились с этой задачей — общая точность прочтения составила
99%. Исследователи полагают, что совместимость с большинством
современных технологий секвенирования ДНК позволит безболезненно
добавить такие метки в арсенал современной молекулярной биологии. Кроме
того, методика применима для подсчета и наблюдения за другими типами
биологических молекул — белков, частиц вирусов.
