Новый мощный метод позволяет клонировать тысячи генов одновременно

Учёные из Университета Джонса Хопкинса, Рутгерса, Университета Тренто (Италия) и Гарвардской медицинской школы разработали новый молекулярный метод — LASSO-клонирование. Он позволяет одновременно выделять тысячи длинных последовательностей ДНК, что раньше было невозможно. Эта технология ускоряет создание белков — конечных продуктов генов — и может привести к гораздо более быстрому открытию новых лекарств и биомаркеров для множества заболеваний.

В отчёте, опубликованном 26 июня в журнале Nature Biomedical Engineering, исследователи описывают свой подход для одновременного клонирования и экспрессии тысяч кодирующих белок последовательностей ДНК в одной реакции. Исторически определение функции гена путём клонирования его ДНК и экспрессии белка выполнялось по одному гену за раз.

«Наша цель — сделать дешёвым и простым для любого исследователя в любой области клонировать и экспрессировать весь набор белков любого организма», — говорит Бен Ларман, доктор философии, соавтор исследования.

Новая статья описывает новый тип захваченной цепи ДНК — инструмент, который авторы называют LASSO-зондом (long adapter single-stranded oligonucleotide). Коллекции таких зондов можно использовать для захвата нужных последовательностей ДНК, подобно лассо, но одновременно тысячи штук.

Каждая целевая последовательность гена может достигать нескольких тысяч пар оснований ДНК — типичного размера кодирующей белок последовательности гена. Новый метод является улучшением старого метода молекулярных инверсионных зондов (MIPs), который мог захватить только около 200 пар оснований.

В исследовании для проверки концепции зонды LASSO использовались для одновременного захвата более 3000 фрагментов ДНК из генома бактерии E. coli. Команде удалось захватить не менее 75% целевых генов. Важно, что эти последовательности захвачены таким образом, что позволяет учёным анализировать функцию белков этих генов, что было продемонстрировано приданием устойчивости к антибиотикам восприимчивой клетке.

«Мы очень воодушевлены всеми потенциальными применениями LASSO-клонирования. Мы надеемся, что благодаря значительному расширению количества белков, которые можно экспрессировать и скринировать параллельно, путь к интересной биологии и новым терапевтическим биомолекулам для многих исследователей значительно сократится», — говорит Ларман.