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.
Прорывные измерения космического водорода меняют представления о Вселенной
Достижения в вычислительной технике и астрономии привели к появлению все более сложных попыток составить карту крупномасштабной структуры Вселенной. В течение последнего десятилетия ученые работают над картированием одного конкретного аспекта, чтобы…
Доказано, что кошки мяукают, требуя, чтобы люди исправили ситуацию в их мире
Вопли, крики, завывания и мяуканье могут быть не просто способом кошки выразить недовольство окружающим миром, но и целенаправленной попыткой привлечь внимание, чтобы люди могли это исправить. Новое исследование показало, что…
Астрономы объяснили, почему у стареющих звезд внезапно падает светимость
С точки зрения невооруженного глаза, звезды стабильны и предсказуемы. Ничего особенного не происходит, кроме свечения. Само Солнце довольно плоское и ничем не примечательное, и будет светить относительно стабильно миллиарды лет.…
Погибшие в Смоленской области и пострадавшие в Усть-Луге. Последствия атак БПЛА на российские регионы
Средства ПВО за ночь перехватили и уничтожили 627 украинских беспилотников над российскими регионами и акваторией Азовского моря, сообщили в Минобороны РФ. Два человека погибли в результате массированной атаки БПЛА ВСУ…
Пострадавшие и 150 БПЛА. Последствия самой массированной атаки на Ленинградскую область с начала года
В ночь на 11 ноября на Ленинградскую область была совершена массированная атака беспилотников. При ударе по портовой зоне Усть-Луга произошло возгорание, пострадали три человека. ТАСС собрал основную информацию о случившемся.…
Поражены объекты энергетики и суда с грузами для ВСУ. Удары ВС РФ по целям на Украине
Российские военные продолжают нанесение ударов беспилотными летательными аппаратами по объектам энергетической инфраструктуры, обеспечивающим работу предприятий военной промышленности Украины, морским судам с военным имуществом и грузами двойного назначения, используемым в интересах…
Брюссель лишает поляков даже права последнего слова
Польша решает вопрос не только о том, кто будет руководить Конституционным трибуналом. Она решает, г...
Новое исследование выявило причину, по которой стареющий организм мерзнет
Четверть старых мышей погибли в течение двух дней после перемещения в холодное помещение, в то время...
Эксперт не исключил также, что существует вероятность, когда при возникновении сочетания некоторых условий могут возникнуть предпосылки для развития того или иного сценария из широкого спектра возможных. Хотя не надо огульно отбрасывать и множенство других потенциальных вариантов.
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)".