Мониторинг изменений раковых клеток с помощью квантовых точек
Одним из самых ранних событий, превращающих нормальную клетку в злокачественную, является гиперметилирование ДНК — биохимическое изменение, инактивирующее критически важные гены-супрессоры опухолей. Исследователи из Университета Джонса Хопкинса разработали метод на основе квантовых точек, позволяющий количественно оценить метилирование ДНК в предраковых клетках, взятых у пациентов.
Джефф Цза-Хуэй Ван, доктор философии, и Хетти Э. Каррауэй, доктор медицины, возглавили команду, разработавшую метод, названный метилирование-специфическим количественным флуоресцентным резонансным переносом энергии (MS-qFRET). Подробности работы опубликованы в журнале Genome Research.
Процесс MS-qFRET начинается с обработки образца ДНК бисульфитом натрия, который превращает все неметилированные цитозины (одна из четырех нуклеиновых кислот ДНК) в урацил, оставляя метилированные цитозины неизменными. Затем обработанную ДНК амплифицируют с помощью модифицированной процедуры полимеразной цепной реакции, которая различает метилированную и неметилированную ДНК. Эта процедура также вводит флуоресцентные маркеры и молекулы биотина на каждый фрагмент метилированной ДНК. Наконец, к амплифицированной ДНК добавляют квантовые точки, покрытые стрептавидином, которые прочно связываются с молекулами ДНК, связанными с биотином.
Количественное определение метилированной ДНК происходит за счет процесса FRET, при котором энергия передается между флуоресцентной молекулой и расположенной рядом квантовой точкой. Количество гашения флуоресценции, измеряемое с помощью конфокальной микроскопии, дает чувствительную и точную меру метилирования ДНК. Метод достаточно чувствителен, чтобы исследователи могли отслеживать изменения метилирования после обработки предраковых клеток препаратами, известными своей способностью изменять паттерны метилирования. Исследователи также отмечают, что эта методика пригодна для мультиплексирования, что дает возможность сравнивать несколько образцов от одного пациента.
Эта работа, частично поддержанная Национальным институтом рака, подробно описана в статье "MS-qFRET: A quantum dot-based method for analysis of DNA methylation". В исследовании также участвовал сотрудник Института респираторных исследований Лавлейс в Альбукерке. Аннотация статьи доступна на сайте журнала.