«Солнечные зайчики» расскажут ученым о различиях в ДНК

Российские биологи изобрели способ расшифровывать и быстро сравнивать структуру ДНК разных клеток – их молекулы просвечивают лазером и наблюдают, как луч «рассыпается» на множество светлых и темных пятен, сообщает Laser Physics Letters.

«Принцип работы нашего оптического процессора был описан достаточно давно, но подход, основанный на распознавании образов нуклеотидных последовательностей, уникален и отличается принципиальной новизной. Ранее он никогда не использовался в биоинформатике», – пояснил профессор Сергей Ульянов из Саратовского государственного университета.

Секвенирование ДНК благодаря новым технологиям становится все более доступной процедурой. Геномные технологии проникают во все сферы медицины и науки.

Профессор Ульянов и его коллеги задались целью создать метод, позволяющий находить следы конкретных обрывков ДНК или геномов конкретных организмов в любом месте, без подготовки образца и предварительных исследований.

Благодаря такому методу медики смогут диагностировать болезни на ранних стадиях и обнаруживать следы инфекций и раковых клеток до того, как они успеют нанести организму серьезный вред.

Ученые обратили внимание, что луч лазера, сталкиваясь с длинной молекулой ДНК, распадается на светлые и темные пятна. По числу, размеру и другим характеристикам таких «солнечных зайчиков» можно судить о свойствах самой молекулы.

Поведение луча просигнализирует об изменении даже одной «буквы» в ДНК и покажет, что именно поменялось в структуре генома.

Наборы светлых и темных пятен, по мнению экспертов, можно использовать для сравнения большого числа геномов разных клеток или штаммов бактерий.

Методика подходит для быстрого анализа и сравнения геномов, расшифрованных при помощи классических методов молекулярной биологии. Предварительно нужно преобразовать их в картинку при помощи специальной программы.

Подобная программа уже создана российскими учеными. Они составили набор формул, позволяющий определять различные свойства пятен, которые возникли бы при заданных условиях в реальном эксперименте.

Эффективность методики проверили на фрагментах гена omp1, входящего в клетки хламидий. Мутации делают его невидимым для медиков, однако новая технология позволяет зафиксировать даже одиночные сбои в omp1 и, таким образом, ускорить постановку диагноза.