Ученые ТУСУРа провели первый экспериментальный синтез олигонуклеотидов на разрабатываемом геномном принтере
В Томском госуниверситете систем управления и радиоэлектроники провели эксперимент по синтезу олигонуклеотидов на рабочем макете отечественного геномного принтера.
Для первого эксперимента на отечественном геномном принтере, разрабатываемом в ТУСУРе, были использованы пористые подложки, производство которых планируется наладить Томске.
«Для выращивания длинной цепочки олигонуклеотидов на данной подложке требуется обработать ее поверхность специальными составами для получения возможности «пришивания» последующих звеньев цепочки олигонуклеотидов. Для проведения эксперимента подложки были предварительно функционализированы нашими коллегами из Института химической биологии и фундаментальной медицины (г. Новосибирск)», – рассказывает заведующий лабораторией аддитивных технологий и инженерной биологии Руслан Гадиров.
Код ДНК состоит из четырех «символов», или нуклеотидов. Эти четыре разновидности нуклеотидов обозначаются буквами А (аденин), Т (тимин), Г (гуанин) и Ц (цитозин). Первый эксперимент заключался в синтезе моноцепи «Т». Ученые запустили синтез цепочек длиной в 5, 10, 15 и 20 букв.
«Нам было важно проверить надежность синтеза – посмотреть, какова вероятность ошибки. Только после этого имеет смысл переходить к синтезу более длинных цепочек или цепочек из нескольких букв на одной подложке», – комментирует Руслан Гадиров.
На каждой подложке в ходе эксперимента располагалось несколько десятков спотов синтеза. Диаметр каждого – порядка 150 микрометров. При этом погрешность, с которой должны перекрываться споты из разных дозаторов, не должна была превышать 2-3 микрометра – это необходимо для того, чтобы реакция проходила во всем объеме спота, тогда мы получим максимальную эффективность синтеза.
Еще одна задача, которая решалась в ходе эксперимента – проведение испытаний совместной работы отдельных узлов геномного принтера в реальных условиях.
«Отмечу, что электроника выдержала агрессивную среду синтеза, хотя и тут есть над чем поработать», – резюмировал Гадиров.
Ученым ТУСУРа удалось синтезировать образцы различной длины, которые переданы для исследования в Институт химической биологии и фундаментальной медицины. До конца года планируется провести еще два эксперимента: первый будет посвящен синтезу однобуквенных, но более длинных цепочек, после чего ученые планируют перейти к выращиванию многобуквенных цепочек.
Справка:
Осенью 2021 года Томский госуниверситет систем управления и радиоэлектроники стал победителем конкурса Минобрнауки на создание отечественной приборной базы для генетических технологий. Исследователи получат на проведение этих работ 320 миллионов рублей в рамках реализации Федеральной научно-технической программы развития генетических технологий на 2019 ‒ 2027 годы. Консорциум из трёх томских университетов во главе с ТУСУРом (также – ТГУ и СибГМУ), Института химической биологии и фундаментальной медицины и НИЦ Курчатовский институт выполняют разработку отечественного геномного принтера, основанного на технологии субмикролитрового дозирования жидкостей. Целью проекта является обеспечение технологической независимости в области приборной базы для проведения на территории Российской Федерации масштабных исследований в области генетических технологий. Технология найдет применение и в других наукоемких секторах российской промышленности. Индустриальным партнером проекта, обеспечивающим внедрение полученных результатов и производство оборудования для автоматизированного синтеза, является АО «Научно-производственная фирма «Микран».