Микроскопический "читатель" ДНК для разработки противораковых препаратов

В исследовании, опубликованном в Scientific Reports, учёные из Университета Осаки (Япония) представили метод, позволяющий изучать, как противораковые препараты встраиваются в одноцепочечную ДНК.

Проблема разработки лекарств

Один из таких препаратов — трифлуридин. Он похож на тимин (одно из четырёх оснований ДНК), но при встраивании в цепь ДНК во время репликации не может связаться с аденином. Это дестабилизирует молекулу ДНК, что приводит к гибели клетки. Однако традиционные методы секвенирования не различают молекулы трифлуридина и обычные нуклеотиды, что мешает понять механизм действия и усовершенствовать терапию.

Решение: квантовое секвенирование одиночных молекул

Исследователи разработали метод, основанный на измерении электрической проводимости. С помощью микроскопических зондов через зазор, примерно в 65 000 раз меньший, чем песчинка, пропускали электрический ток. Этого зазора было достаточно, чтобы протянуть через него нить ДНК.

"Используя этот метод квантового секвенирования одиночных молекул, мы успешно идентифицировали отдельные молекулы в ДНК на основе различий в электрической проводимости", — объясняет ведущий автор Такахито Осиро. — "Впервые нам удалось напрямую детектировать молекулы противоракового препарата, встроенные в ДНК".

Результаты

Проводимость трифлуридина оказалась ниже, чем у четырёх природных нуклеотидов, что позволило легко отличить его в последовательности ДНК. На основе этих значений исследователи успешно секвенировали одноцепочечные фрагменты ДНК длиной до 21 нуклеотида, точно определив места встраивания трифлуридина.

Перспективы

"Теперь, когда мы можем точно определить, куда встраивается препарат, мы можем лучше понять механизм повреждения ДНК", — говорит старший автор Масатеру Танигути. — "Мы ожидаем, что эта технология поможет в быстрой разработке новых и более эффективных противораковых препаратов".