Nowa metoda punktowej mutacji kwasu dezoksyrybonukleinowego (DNA) pozwala na zmianę zasady azotowej w inną, za pomocą krótkiego zmodyfikowanego łańcucha DNA, światła i ciepła.
Technika ta w przyszłości może posłużyć jako skuteczne
narzędzie w walce z chorobami genetycznymi wywołanymi pojedynczymi
mutacjami DNA - donosi "Chemical Communications".
"Skuteczna metoda precyzyjnego mutowania DNA, w ściśle określonym
miejscu stanie się niezwykle przydatnym narzędziem przy
opracowywaniu i syntezie nie występujących w naturze (u danych
organizmów) kwasów nukleinowych, a w konsekwencji białek" -
tłumaczy profesor Isao Saito z japońskiego instytutu badawczego
Japan Advanced Institute of Science and Technology.
Naukowcy współpracujący z prof. Saito w ostatnich latach
prowadzili badania, które zaowocowały opracowaniem nowej metody
mutowania DNA, za pomocą krótkich fragmentów DNA (odpowiednio
modyfikowanych) światła i ciepła, wewnątrz żywej komórki.
Krótkie fragmenty DNA wykorzystywane do mutowania (zmiany składu
chemicznego) kwasu dezoksyrybonukleinowego tworzącego genom żywej
komórki zaopatrzone są na swym końcu w fotoreaktywną grupę.
Aktywowany światłem ultrafioletowym (UV) fotoreaktywny fragment
cząsteczki, wywołuje reakcję deaminacji cytozyny i jej przemianę w
uracyl.
Zarówno cytozyna i uracyl są naturalnymi elementami (zasady
azotowe) wchodzącymi w skład żywych komórek (uracyl naturalnie nie
występuje w DNA, obecny jest normalnie w RNA).
Skład krótkich zmodyfikowanych fragmentów DNA aktywowanych
światłem UV jest tak dobrany, by precyzyjnie łączył się (na
zasadzie komplementarności) z fragmentem genomu, który ma zostać
zmutowany.
Naukowcy wykorzystują dwie różne długości fali ultrafioletowej.
Pierwsza fala, o dłuższej długości (366 nm), ma na celu
aktywowanie cytozyny poprzez połączenie jej z fotoreaktywnym
fragmentem zmodyfikowanego DNA. Po aktywacji naukowcy podgrzewają
układ do 90 stopni Celsjusza, co stymuluje zajście procesu
deaminacji, zmiany cytozyny w uracyl.
Druga, krótsza długość fali UV (302 nm), umożliwia odłączenie się
zmodyfikowanego, mutującego fragmentu DNA i powrót zmienianego
genomu do wyjściowej postaci.
"Opracowana przez nas metoda mutacji punktowych (na żądanie) może
być zastosowana nie tylko dla kwasu dezoksyrybonukleinowego, ale
również dla kwasu rybonukleinowego" wyjaśnia prof. Isao Saito.
Za pomocą punktowych mutacji można zmuszać komórki do produkcji
nienaturalnych (normalnie nie syntetyzowanych przez dane komórki)
białek, co jest ważne zarówno w medycynie, jak i biotechnologii.
(PAP)
poleca:
