Ученые разработали метод обнаружения микроРНК из живых клеток

Исследователи из Университета Пенсильвании разработали новый электронный метод для обнаружения микроРНК, выделенных из живых клеток. МикроРНК — это класс небольших биомолекул, которые контролируют экспрессию генов в белки, «рабочие» клетки. Они действуют, связываясь со специфическими матричными РНК, кодирующими белки, и тем самым ингибируют синтез белка.

Интерес к микроРНК как к потенциальным терапевтическим средствам для «заглушения» генов, связанных с раком и другими заболеваниями, огромен. Однако проблема их детекции заключается в крайне малом количестве копий микроРНК в клетках.

Команда разработала метод создания нанопор в самых тонких из зарегистрированных мембранах из нитрида кремния — толщиной около 6 нм. Сначала они показали, что эти нанопоры повышают разрешение сигнала при считывании молекул ДНК, проходящих через них.

Для выделения конкретной микроРНК из клеток группа объединилась с командой Ларри Мак-Рейнольдса из New England Biolabs. Они использовали вирусный белок p19, который прочно связывает дуплексные молекулы РНК точных размеров микроРНК. Это позволило изолировать очень малые количества специфических микроРНК для последующего количественного анализа с помощью нанопор.

Исследователи сосредоточились на обнаружении miR122a, микроРНК, специфичной для печени млекопитающих. Они продемонстрировали, что их нанопоры достаточно надежны для количественного определения концентраций этих крошечных молекул длиной всего 22 основания (около 6 нм).

Мембраны были утончены методом локального травления нитрида кремния, а нанопоры диаметром 3 нм созданы с помощью электронных пучков. «Используя поры диаметром 3 нм, эти дуплексные молекулы РНК просто протискиваются через поры, и каждая молекула производит четкий электронный сигнал», — сказал Мени Вануну.

Статья, представленная на обложке ноябрьского выпуска журнала Nature Nanotechnology за 2010 год, показывает дуплексную молекулу микроРНК, проходящую через такую ультратонкую нанопору.

«Замечательно видеть ожидаемое улучшение соотношения сигнал/шум при использовании этих тонких нанопор. Несмотря на свою толщину, они достаточно прочны и стабильны в работе, что делает их идеальными кандидатами для различных биофизических применений», — отметила Мария Дрндич, руководитель проекта.

Сейчас команда работает над методами обнаружения других малых молекул, а также над интеграцией этих нанопор в микрофлюидные системы для повышения чувствительности.