Химики МГУ выяснили реальные возможности нанопорового секвенирования

Сотрудники кафедры физической химии и кафедры химии природных соединений химического факультета МГУ изучили возможности нанопорового секвенирования – нового метода определения нуклеотидных последовательностей. Метод быстро развивается и в ряде случаев вполне может заменить обычное секвенирование. Авторы выяснили, какими должны быть параметры изучаемого образца и какие программы можно использовать для получения достоверных результатов.

© Юлия Чернова

Секвенирование – это способ установить последовательность нуклеотидов в молекуле, который позволяет решать разнообразные задачи по определению генома. Например, с помощью данного метода исследуют болезни, чтобы определить произошедшие мутации в ДНК. Способ также помогает отслеживать генетические изменения в бактериях, вызывающие устойчивость к антибиотикам. Нанопоровое секвенирование – это новый активно развивающийся метод на рынке биотехнологий. В отличие от ставшего уже стандартным секвенирования, с помощью нанопорового метода можно прочитать длинные цепочки, которые содержат тысячи нуклеотидных оснований.

«Поскольку для нас этот метод тоже был новым, мы хотели систематически изучить его реальные возможности, – рассказала соавтор исследования, профессор кафедры физической химии химфака МГУ Мария Хренова. – Особенно нас интересовала сборка генома без референсной последовательности. Когда есть геном сравнения, то все просто – результаты секвенирования накладываются на него, можно сравнить их и заметить, где в геноме произошли изменения. Для этого достаточно меньшего набора данных и меньше требования к качеству образца. Когда образца сравнения нет, мы имеем только набор прочитанных с разной степенью достоверности нуклеотидов. Похожие последовательности накладываются и при их частичном совпадении в разных цепочках можно сделать вывод о составе последовательности в целом. Прочитанные участки должны быть достаточно большими для достоверного определения – здесь и проявляют себя достоинства нанопорового секвенирования».

Читайте также:  Ископаемая матрешка: жук в ящерице, ящерица в змее

Внутри прибора для нанопорового секвенирования находится мембрана, куда вставлены белки. Они формируют поры, через которые движутся ионы и секвенируемая молекула при приложении напряжения. Когда через пору проходит цепочка, то каждый нуклеотид частично перекрывает пору, что влияет на движение ионов, а значит, и на величину тока. Поскольку объем у каждого нуклеотида различный, то и ток будет меняться по-разному. Изучая это изменение, можно понять, какие нуклеотиды прошли через пору и таким способом восстановить их последовательность в цепочке.

«Такой прибор стоит гораздо дешевле аналогов и более доступен, – пояснила Мария Хренова. – Проблема в том, что зачастую прочтение характеризуется достаточно большим количеством ошибок. Это могут быть несколько единиц и даже десятков процентов».

Для системного изучения возможностей нанопорового секвенирования авторы выяснили, как должен быть устроен образец для сборки генома, какими должны быть длины цепочек и количество прочитанных оснований. Авторы изучали реальные образцы, генерировали разные наборы данных и сравнивали несколько программ для их анализа.

Читайте также:  Копролиты помогли объяснить происхождение народов

«В результате мы выработали рекомендации, которым точно можно верить, – рассказала Мария Хренова. – Это очень важно для всех дальнейших исследований. Оказалось, у метода достаточно много возможностей, он является в высокой степени универсальным».

Исследование выполнено в рамках проекта «Анализ микробиомов растений и беспозвоночных животных экстремальных мест обитания с целью разработки штаммов-продуцентов новых метаболитов и ферментов», поддержанного Министерством науки и высшего образования Российской Федерации в рамках гранта № 075-15-2021-1396.

Статья опубликована в журнале International Journal of Molecular Sciences
Источник: msu.ru

Похожие статьи:

  1. Искусственный графен может оказаться лучше природного
  2. Биогаз из микроводорослей – многообещающая альтернатива ископаемому топливу
  3. Американские ученые изобрели прототип «стирателя запахов»
  4. Австралиские химики разработали уникальное топливо
  5. Из старых пластиковых бутылок будут делать фильтры для сигарет
  6. Ученые создали дырявую жидкость

Метки Технологии, Химия. Закладка постоянная ссылка. « Исследование: чем и как питались ранние животные более 550 миллионов лет назад

Добавить комментарий Отменить ответ

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Комментарий *

Имя *

Сайт

Δ

Источник материала: sci-dig.ru

Поделиться новостью: