Сибирские ученые создали тандемную диагностическую молекулу

Диагностическая молекула – аптамер – отличается высокой чувствительностью и способна не только узнать белок-маркер заболевания, но и одновременно сигнализировать о его наличии вспышкой света. Это совместная разработка ученых Института химической биологии и фундаментальной медицины СО РАН и Института биофизики СО РАН.

Молекула, созданная учеными, состоит из двух частей с различными функциями. Одна из них отвечает за узнавание белка, присущего тому или иному заболеванию, а вторая связывает обелин, кальций-зависимый светящийся белок. Так, если в исследуемом образце содержатся белки, служащие мишенями для аптамеров, то обелин, при связывании с ионами кальция, дает вспышку голубого цвета, которую фиксирует специальный прибор – люминометр. Предполагается, что для анализа на планшет с диагностической молекулой будут наносить биоматериал, по прошествии некоторого времени, промыв лунку планшета, добавлять раствор ионов кальция и оценивать результат реакции с помощью люминометра.

По сравнению с традиционными для диагностики антителами у аптамеров, созданных методами синтетической биологии, есть огромное преимущество – они являются фрагментами нуклеиновых кислот и имеют строго известную последовательность нуклеотидов. Поэтому для их получения можно использовать надежный и воспроизводимый химический синтез на автоматическом ДНК/РНК синтезаторе. Аптамеры стабильны и нетребовательны к условиям транспортировки и хранения.

В своих экспериментах в качестве модельной молекулы-мишени ученые использовали гемоглобин. Созданный ими аптамер обнаруживал присутствие белка даже в концентрациях, в сотни тысяч раз ниже, чем в крови человека. В перспективе исследователи планируют создать и другие бифункциональные аптамеры для диагностики социально значимых заболеваний.

Ученые ИХБФМ СО РАН в течение нескольких лет работают над получением аптамеров и созданием на их основе биосенсоров, позволяющих выявить рассеянный склероз, сахарный диабет и другие заболевания. Для того, чтобы разработать диагностическую молекулу, исследователям нужно создать аптамер, который будет узнавать только белок, являющийся маркером определенного заболевания, и при этом не реагировать на альбумин, иммуноглобулины и другие многочисленные белки крови.

Ученые ИБФ СО РАН ведут многолетние исследования биолюминесцентных систем различных организмов. Одним из важнейших направлений является разработка аналитических систем на основе светящихся белков в качестве репортеров, обеспечивающих высокочувствительное выявление мишени.

Источник: Минобрнауки России