На днях объявлен победитель ежегодного конкурса «Станцуй свою диссертацию» (2010 Dance Your Ph.D.). Небольшую награду и, что намного важнее, всемирный интерес заработала канадская исследовательница Морин МакКиги (Maureen McKeague). Вместе с коллегами она изобразила в танце свое исследование, тема которого звучала так: «Подбор ДНК-аптамеров для гомоцистеина с использованием систематической эволюции на иммобилизованном лиганде» ([Select]ion of a DNA aptamer for homocysteine using systematic evolution of ligands by exponential enrichment).
Конкурс, проводящийся проектом Gonzo Labs – сайтом для ученых с чувством юмора – предлагает сравнительно небольшие премии. В четырех номинациях (физика, химия, биология и социальные науки) победители получают по 500 долларов, плюс еще такой же суммой награждается тот танец, который будет назван лучшим из лучших. На сей раз сомнений не было: за танец, представленный командой Морин МакКиги (всего в исполнении участвовало чуть больше 10-ти ее коллег), отдано почти 70% из 3812 голосов, оставленных голосовавшими через Интернет зрителями. Всего же на конкурс в нынешнем году было прислано целых 45 танцев. Но давайте разберемся с наводящим оторопь названием танца-лауреата.
Для начала стоит объяснить, что аптамерами называются короткие цепочки нуклеиновых кислот, в том числе и ДНК. Особенность их состоит в том, что аптамеры специфично, т.е. с очень высокой избирательностью, взаимодействуют с не слишком крупными органическими молекулами. В сущности, аптамеры могут связываться с ними так же ювелирно, как крупные белковые рецепторы.
Теперь – гомоциестеин. Это аминокислота, аналог обычного серосодержащего цистеина, но не входящая в состав белков. В нашем организме гомоцистеин играет роль гормона, хотя до конца она еще не выяснена. Показано, что уровень гомоцистеина растет при курении и злоупотреблении кофе, со временем приводя к повреждению артерий и, возможно, к самым разнообразным неприятным последствиям, включая старческое слабоумие и болезнь Альцгеймера.
Итак, с первой половиной работы мы разобрались: она состояла в поиске такой короткой последовательности ДНК, которая бы избирательно связывалась с гомоцистеином. Двинемся дальше – к той части темы, которая описывает использованный для этого метод – в англоязычной литературе он называется просто SELEX. Процедура это довольно сложная и долгая, схематично ее можно описать, как последовательность из трех шагов.
1. Синтезируем короткие цепочки ДНК так, чтобы концевые их участки были одинаковыми, а вот центральная представляла собой случайный набор из 20-30 «звеньев»-нуклеотидов. В теории, можно создать буквально астрономическое количество вариантов, но нам достаточно столько, сколько получится. Практика показала, что в любом случае найдется несколько, более-менее хорошо связывающихся с любым интересующим нас лигандом (в нашем случае это гомоцистеин).
2. Превратим эту ДНК в РНК – это рутинная в современной биохимии процедура транскрипции. Полученную смесь коротких цепочек РНК пропустим сквозь хроматографическую колонку, наполненную гелем, к которому накрепко «пришиты» молекулы лиганда. Большинство из них не свяжется с ним и легко смоется прочь, часть же останется.
3. Эту часть мы смываем более долгим воздействием и «размножаем» с помощью еще одной стандартной процедуры, полимеразной цепной реакции. Затем повторяем всю процедуру, пока у нас не останется аптамер, имеющий максимальное сродство с лигандом.
Ведь правда, в танце все выглядит куда увлекательней?.. Но самое интересное, что метод SELEX представляет собой, фактически, небольшой пример эволюции в пробирке – той, как она могла действовать на химическом уровне, еще до появления настоящих живых организмов.
http://www.scorcher.ru/xml/news.rss