Российские ученые придумали, как можно сохранять молекулы ДНК. Они заключили нуклеиновую кислоту в оболочку из древовидного полимера, которая не только защитила ДНК от разрушения в воде даже при комнатной температуре, но и оказалась безопасной для клеток. При этом процесс ее синтеза прост и дешев, а предложенная методика позволяет получать целый набор оболочек с различными свойствами. Разработка поможет в создании сенсорных устройств и препаратов для профилактики и лечения заболеваний, в частности таких как герпес и COVID-19. Статья по работе, поддержанной грантом Российского научного фонда (РНФ), опубликована в International Journal of Molecular Sciences.
Молекулы ДНК активно используются в современной медицине: на их основе разрабатывают новые эффективные вакцины и сенсоры биологически активных веществ, их применяют для создания полезных штаммов микроорганизмов и в различных исследованиях. Такое широкое применение сделало актуальным направление исследований, посвященное созданию систем хранения ДНК в лаборатории.
Самый простой и наиболее распространенный способ — заморозка. Однако при этом ДНК может повредиться, и не всегда понятно, как повлияет на ее структуру длительное хранение в морозильной камере и последующая разморозка; все это еще с учетом того, что образцы изначально могут быть не лучшего качества. Альтернативный способ — химическая инкапсуляция, то есть помещение ДНК в полимерную оболочку.
В настоящее время активно изучаются дендримеры как синтетические невирусные системы доставки и хранения ДНК. Выглядеть такие конструкции могут по-разному, но наиболее интересны структуры, в которых молекула нуклеиновой кислоты окружена дендримерами, напоминающими внешне стволы деревьев (ядра дендримера) с раскидистыми ветвями. Вместе с молекулой ДНК они образовывают так называемые дендриплексы, которые также используются для доставки лекарственных веществ. В таких комплексах молекула ДНК обычно оказывается в более компактной форме, чем когда она находится в свободном состоянии.
Российские ученые из Химического института имени А. М. Бутлерова Казанского (Приволжского) федерального университета (Казань) взяли за основу один из классических видов таких «древовидных» композитов — полиамидоаминный (ПАМАМ), который сам по себе довольно сложен в получении, а еще токсичен для живых клеток. Они предложили методику, позволяющую при комнатной температуре получать новый тип дендримеров с высокими выходами 97-98% всего в два этапа, что намного быстрее и проще. В качестве «ствола» дендримера авторы использовали безопасные для клеток тиакаликсарены. Благодаря новому типу ядра удалось добиться различного расположения ветвей в дендримере, что привело к получению структур с ранее недоступными свойствами. В частности, наличие гидрофильных ветвей ПАМАМ и гидрофобного тиакаликсарена в молекуле дендримера привело к сочетанию этих свойств в продукте, благодаря чему оболочка из него смогла надежно защитить ДНК от раствора вокруг. В своем классическом виде композиты таким свойством не обладали.
Авторы опробовали свою разработку на ДНК из молок лосося. Новые дендримеры эффективно связывались с молекулами нуклеиновой кислоты и защищали ее от разрушения в воде даже при комнатной температуре.
«Таким образом, "замена" ядра позволила нивелировать недостатки известных ПАМАМ-дендримеров и придать им ранее недоступные свойства. Новые соединения требуют значительно меньше трудовых и экономических затрат, а внедрение такого метода инкапсуляции позволит разрабатывать более эффективные системы доставки, стабилизации и хранения ДНК. В дальнейшем мы планируем применить полученные дендримеры в ДНК-сенсорах. Наша разработка может быть востребована и при создании вакцин для профилактики опасных заболеваний человека, в частности COVID-19», —добавил руководитель проекта по гранту РНФ Иван Стойков, доктор химических наук, профессор, заведующий кафедрой органической и медицинской химии Химического института имени А. М. Бутлерова Казанского (Приволжского) федерального университета.
После десятилетий исследований было выявлено место появления современного хлопка
Хлопок настолько распространен, что большинство людей редко задумываются о его происхождении. Он заполняет шкафы, дома, больницы и фабрики по всему миру. Однако мягкие белые волокна, используемые в современном текстиле, сильно…
Гигантские вирусы скрываются в прибрежном иле, изменяя химический состав Земли
Ученые предполагали, что вирусы в прибрежном иле следуют тем же закономерностям, что и вирусы в открытом океане — те же типы, то же поведение. Приливно-отливные илистые отмели не были широко…
Ископаемые из китайской пещеры заполняют важный пробел в истории приматов
В глубине известняковой пещеры на юге Китая палеонтологи обнаружили скопление из тринадцати окаменелых зубов, принадлежащих Gigantopithecus blacki, крупнейшему из когда-либо известных видов приматов. Это открытие заполняет пробел в палеонтологической летописи…
МО: за ночь над регионами России сбили 143 украинских БПЛА
Средства ПВО за ночь перехватили и уничтожили над регионами РФ, а также над акваториями Черного и Азовского морей 143 украинских БПЛА самолетного типа. Об этом сообщили в Минобороны России. Как…
Пять погибших, десятки пострадавших. Главное о последствиях атаки ВСУ на Воронеж
При атаке ВСУ на Воронеж погибли пять человек, некоторые пострадавшие находятся в тяжелом состоянии, сообщил губернатор Александр Гусев. Кроме того, повреждения получили производственные объекты одного из предприятий, фасады и остекление…
В Пятигорске задержаны две женщины за подготовку теракта по заданию украинских спецслужб
ФСБ вместе со Следственным комитетом предотвратили двойной теракт против сотрудников правоохранительных органов в Пятигорске. Об этом сообщили в Центре общественных связей (ЦОС) ФСБ России. ТАСС собрал основное о происшествии. Предотвращение…
В Польше начали стонать от военных кредитов США
В Польше подверглось критике то, что считается крупным американским благодеянием: очередной кредит н...
В Испании найдено высеченное в каменоломне редкое римское святилище Минервы
Римское святилище Минервы, высеченное прямо в древнем карьере в центральной Испании, меняет представ...
Работа - это такая вещь, которая мешает получать удовольствие от жизни, помогая получать удовольствие от жизни.
Этот сайт использует файлы «cookie» с целью повышения удобства его использования. Во время посещения сайта вы соглашаетесь с тем, что мы обрабатываем ваши персональные данные с использованием сервиса «Яндекс. Метрика». Продолжая использовать сайт, вы соглашаетесь с Политикой конфиденциальности.
Зарегистрировано Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций
(Роскомнадзор). Реестровая запись от 07.06.2022 серия ЭЛ № ФС 77 – 83392. При использовании, полном или частичном
цитировании материалов planet-today.ru активная гиперссылка обязательна. Мнения и взгляды авторов не всегда совпадают с
точкой зрения редакции. На информационном ресурсе применяются рекомендательные технологии (информационные технологии
предоставления информации на основе сбора, систематизации и анализа сведений, относящихся к предпочтениям пользователей
сети "Интернет", находящихся на территории Российской Федерации)".