Российские ученые раскрыли молекулярный механизм работы ферментов, необходимый для создания эффективных биокатализаторов. Такая технология позволит собирать длинные фрагменты ДНК «в один прием» и в перспективе может использоваться в разработке вакцин, диагностических систем и искусственных генных конструкций, сообщили ТАСС в пресс-службе Института химической биологии и фундаментальной медицины им. Д. Г. Кнорре СО РАН.
© ТАСС
Сейчас ученые синтезируют длинные молекулы ДНК, собирая их из множества коротких кусочков, из-за этого часто появляются ошибки, нуждающиеся в исправлении. Как перспективная альтернатива рассматривается ферментативный синтез. Он позволяет наращивать цепь ДНК по одному нуклеотиду в заданном порядке, подобно тому, как это происходит в живой природе. Для этого нужны специальные катализаторы, которые будут эффективно узнавать и присоединять строительные блоки ДНК.
«Исследователи Института химической биологии и фундаментальной медицины им. Д. Г. Кнорре СО РАН сделали важный шаг к созданию отечественной технологии безматричного ферментативного синтеза ДНК. Они детально описали молекулярный механизм действия определенных ферментов, что открывает путь к инженерии эффективных биокатализаторов для синтеза протяженных фрагментов ДНК — ключевой задачи современной синтетической биологии», — рассказали в пресс-службе.
Ученые в ходе моделирования проследили, как человеческий фермент работает с короткой стартовой цепочкой ДНК — праймером, которая служит основой для наращивания новой молекулы, и со «строительным блоком» ДНК. Специалисты выяснили, что успех реакции зависит от того, как фермент и молекулы меняют свою форму, гибкие перестройки помогают им лучше соединяться и ускоряют процесс.
Ученые подчеркивают, что успех в этой области — результат совокупного труда нескольких групп: биохимиков, отвечающих за создание эффективного биокатализатора, химиков, создающих модифицированные нуклеотиды и разрабатывающих твердофазные системы для синтеза, и биотехнологов, проводящих апробацию и оптимизацию отдельных этапов технологии ферментативного синтеза.
«Возможность эффективно получать длинные фрагменты ДНК позволит исследователям создавать искусственные генные конструкции. В будущем это может найти применение в самых разных областях — от создания новых метаболических путей до разработки вакцин и диагностических систем», — отметили в институте.
