Вводная картинка

ГМО-дрожжи пометили ДНК-штрихкодом

Наука и техника

Молекулярные биологи из Торонтского университета и Научно-исследовательского института Люненфельда-Таненбаума разработали новую технологию быстрого определения, какие из миллионов белков в живых клетках способны взаимодействовать между собой. Метод основан на ДНК-штрихкодировании и двугибридном анализе. Результаты опубликованы в журнале Molecular Systems Biology.

В ДНК-штрихкодировании используются короткие специфические последовательности ДНК, по которым можно определить тип клеток. Технологии секвенирования нового поколения позволяют быстро расшифровать последовательности у тысяч клеток. Однако, так как на одну клетку приходится один штрихкод, эксперименты до сих пор ограничивались числом типов клеток со штрихкодами.

Исследователи смогли разработать метод, в котором применяются клетки дрожжей. При половом размножении клетки сливаются, что позволило ученым объединять штрихкоды из разных клеток для создания новых комбинаций. Это приводит к 10-кратному увеличению скорости исследований за ту же цену.

Молекулярные биологи использовали усовершенствованное ДНК-штрихкодирование в методе, называемом двугибридным анализом. В генетически модифицированной дрожжевой клетке со специальным штрихкодом содержится химерный белок, состоящий из фермента, для которого подыскивается соответствующий ему партнер, и специальный домен, связывающийся с определенным геном. В другой клетке находится потенциальный белок-партнер с другим доменом, который активирует ген. Активация гена обеспечивает выживание клетки.

Когда клетки сливаются и белки начинают взаимодействовать, два домена объединяются, связываются с геном и активируют его. Если белки не подходят, то ген не работает и клетка выживает. Все выжившие в пробирке клетки указывают ученым на то, что пара белков найдена.

Однако если каждая клетка будет помечена штрихкодом и при слиянии возникает специфическая комбинация двух штрихкодов, то расшифровка ДНК позволит понять, какие клетки слились и выжили. Это позволяет проводить эксперимент из тысячи клеток разных типов с разными помеченными белками буквально в одной пробирке.