Выявлен механизм работы ферментов для быстрого получения длинных молекул ДНК
Российские ученые раскрыли молекулярный механизм действия ферментов, который необходим для создания эффективных биокатализаторов. Эта технология позволит собирать длинные фрагменты ДНК "в один прием" и может быть использована в разработке вакцин, диагностических систем и искусственных генных конструкций, сообщили в пресс-службе Института химической биологии и фундаментальной медицины им. Д. Г. Кнорре СО РАН. Об этом рассказывает ТАСС.
В настоящее время ученые синтезируют длинные молекулы ДНК, собирая их из множества коротких фрагментов, что часто приводит к ошибкам, требующим исправления. В качестве перспективной альтернативы рассматривается ферментативный синтез, который позволяет наращивать цепь ДНК по одному нуклеотиду в заданном порядке, аналогично тому, как это происходит в живой природе. Для этого необходимы специальные катализаторы, которые эффективно распознают и присоединяют строительные блоки ДНК.
Исследователи Института химической биологии и фундаментальной медицины им. Д. Г. Кнорре СО РАН сделали важный шаг к созданию отечественной технологии безматричного ферментативного синтеза ДНК. Они подробно описали молекулярный механизм действия определенных ферментов, что открывает возможности для разработки эффективных биокатализаторов для синтеза длинных фрагментов ДНК - ключевой задачи современной синтетической биологии.
В ходе моделирования ученые проследили, как человеческий фермент взаимодействует с короткой стартовой цепочкой ДНК - праймером, которая служит основой для наращивания новой молекулы, и со "строительным блоком" ДНК. Специалисты установили, что успех реакции зависит от изменения формы фермента и молекул, гибкие перестройки помогают им лучше соединяться и ускоряют процесс.
Ученые подчеркивают, что достижения в этой области - результат совместной работы нескольких групп: биохимиков, создающих эффективные биокатализаторы, химиков, разрабатывающих модифицированные нуклеотиды и твердофазные системы для синтеза, а также биотехнологов, проводящих апробацию и оптимизацию отдельных этапов технологии ферментативного синтеза.
Эффективное получение длинных фрагментов ДНК откроет исследователям возможности для создания искусственных генных конструкций. В будущем это может найти применение в самых различных областях - от разработки новых метаболических путей до создания вакцин и диагностических систем.
