Yapon Alimləri DNT-nin Müdaxiləsi və Birləşdirilməsi üçün Güclü Yeni Metod Hazırlayıblar.

Yapon Alimləri DNT-nin  Müdaxiləsi və Birləşdirilməsi üçün Güclü Yeni Metod Hazırlayıblar.

Gümüş nanohissəciklər DNT-nin daha səmərəli şəkildə kəsilməsinə və yenidən birləşdirilməsinə imkan verir. Bu da gen mühəndisliyi sahəsində gələcək tətbiqlər üçün DNT-nin bərpa göstəricisini və birləşdirmə effektivliyini əhəmiyyətli dərəcədə artırır.

DNT canlı orqanizmlərin böyüməsi və fəaliyyət göstərməsi üçün zəruri olan genetik təlimatları daşıyan uzun zəncirlərdən ibarətdir. Gen mühəndisliyində tədqiqatçılar DNT-ni seçilmiş nöqtələrdən kəsərək həmin hissələri digər DNT ardıcıllıqları ilə birləşdirirlər. Bu yanaşma kənd təsərrüfatı bitkilərinin təkmilləşdirilməsinə, irsi xəstəliklərin müalicəsinə və dərmanların hazırlanmasında istifadə olunan heyvan modellərinin yaradılmasına imkan verir.

Qısa DNT fraqmentlərini birləşdirmək üçün alimlər adətən "yapışqan uclar"dan istifadə edirlər. Bunlar DNT fraqmentlərinin bir-birinə daha asan bağlanmasını təmin edən qısa çıxıntılı ardıcıllıqlardır. Lakin belə yapışqan ucların yaradılması DNT-nin konkret nöqtələrdə yüksək dəqiqliklə kəsilməsini tələb edir və bu, mövcud üsullarla hələ də çətin olaraq qalır.

Yaponiyalı tədqiqatçılar DNT-ni hədəflənmiş nöqtələrdə kəsə və yenidən birləşdirə bilən gümüş nanohissəciklərinə əsaslanan yeni metod hazırlayıblar. Bu üsul standart restriksiya (məhdudlaşdırıcı) fermentləri ilə müqayisədə DNT fraqmentlərinin birləşdirilməsi səmərəliliyini 2–5 dəfə artırıb. Tədqiqatın nəticələri Nucleic Acids Research jurnalında dərc olunub.

Hazırda uzun DNT zəncirlərinin birləşdirilməsi əsasən restriksiya fermentləri vasitəsilə DNT-nin kəsilməsi və T4 DNT liqaza fermenti ilə bu hissələrin yenidən birləşdirilməsi yolu ilə həyata keçirilir. Lakin restriksiya fermentləri yalnız müəyyən DNT ardıcıllıqlarını tanıyır və çox vaxt kifayət qədər qısa yapışqan uclar əmələ gətirir ki, bu da birləşdirmə effektivliyini azaldır.

Restriksiya fermentlərinin əvəzinə kimyəvi DNT parçalanması

Bu problemi aradan qaldırmaq üçün Naqoya Universitetinin professoru Hiroşi Abe, dosent Masahito İnaqaki və Gifu Universitetinin professoru Natsuhisa Oka restriksiya fermentlərindən istifadə etmək əvəzinə DNT-ni istənilən nöqtədə kəsmək üçün kimyəvi reaksiyalardan istifadə etməyin mümkün olub-olmadığını araşdırıblar.

Komanda 1990–1992-ci illərdə təsvir edilmiş və gümüş ionlarının 3′-tiol modifikasiyalı DNT-ni müəyyən nöqtələrdə kəsdiyini göstərən reaksiyaya diqqət yetirib. Alimlər bu reaksiyanın faydalı yapışqan uclar yarada biləcəyini yoxlayıblar. Gümüş ionları DNT-ni effektiv şəkildə kəssə də, onlar eyni zamanda qeyri-spesifik şəkildə DNT-yə bağlanaraq çöküntü əmələ gətiriblər. Nəticədə DNT-nin cəmi təxminən 14 faizi bərpa olunub ki, bu da praktik tətbiq üçün kifayət etməyib.

Bundan sonra tədqiqatçılar gümüş nanohissəciklərindən istifadə ediblər. Onlar hesab edirdilər ki, reaksiyadan sonra nanohissəciklər sentrifuqasiya yolu ilə ayrılacaq və bu da DNT-nin bərpasını yaxşılaşdıracaq.

Sınaqlar göstərib ki, DNT-nin parçalanma effektivliyi 70°C-də iki saat ərzində təxminən 50 faizə, 95°C-də isə demək olar ki, 100 faizə çatır. Lakin bu qədər yüksək temperatur uzun DNT zəncirlərinə zərər verə bilər.

PEG örtüklü gümüş nanohissəcikləri DNT-nin bərpasını artırır

Bu problemi həll etmək üçün alimlər nanohissəcikləri sabitliyi və suda yayılma qabiliyyətini artıran suda həll olan polietilenqlikol (PEG) polimeri ilə örtüblər. PEG örtüyü tətbiq edildikdən sonra 37°C temperaturda 31 saat ərzində DNT-nin parçalanma effektivliyi 36 faizdən 92 faizə yüksəlib.

"Tədqiqatın sonunda şəraiti praktik səviyyəyə qədər optimallaşdırdıq və otaq temperaturuna yaxın şəraitdə 50°C-də cəmi bir-iki saat ərzində PEG ilə modifikasiya olunmuş sistemdə 91 faizdən yüksək parçalanma effektivliyi əldə etdik", – deyə tədqiqatın birinci müəllifi İnaqaki bildirib.

Bu metod həmçinin nanohissəciklərin səthində qalan arzuolunmaz DNT hissələrini də uzaqlaşdırıb. Nəticədə məhlulda yalnız tələb olunan yapışqan uclu DNT fraqmentləri qalıb və DNT-nin yekun bərpa göstəricisi 14 faizdən 98 faizə yüksəlib.

DNT-nin birləşdirilməsi səmərəliliyinin artırılması və hüceyrələr üzərində sınaqlar

Metodun praktik şəraitdə işlək olub-olmadığını yoxlamaq üçün tədqiqatçılar yaşıl flüoressent zülalı (GFP) kodlaşdıran DNT fraqmentini birləşdirərək onu insan mənşəli HeLa hüceyrələrinə daxil ediblər. GFP-nin ekspressiyası uğurla müşahidə olunub ki, bu da DNT-nin düzgün şəkildə birləşdirildiyini təsdiqləyib.

İnaqaki bildirib: "Hesab edirik ki, bu texnologiya genom DNT-sinin sintezi üçün faydalı olacaq. Onun xərçəng peyvəndləri üçün mRNT banklarının yaradılması, gen terapiyası, süni zülal əsaslı dərmanların hazırlanması və genomu dəyişdirilmiş kənd təsərrüfatı bitkilərinin inkişafı kimi sahələrdə çoxsaylı tətbiq imkanları var."

O, tədqiqatın növbəti mərhələsi barədə də danışıb: "İki DNT fraqmentinin birləşdirilməsinin mümkün olduğunu göstərmişik. İndi isə genom miqyaslı DNT quruluşlarının yaradılması üçün əsas mərhələ hesab olunan bir neçə DNT fraqmentinin eyni vaxtda birləşdirilməsinin mümkün olub-olmadığını təsdiqləməliyik."

Mənbə:scitechdaily.com