В МГУ изучили новый метод расшифровки ДНК

Сотрудники химического факультета МГУ имени М.В. Ломоносова изучили возможности нанопорового секвенирования – нового метода расшифровки ДНК. Данная технология доступнее и точнее аналогичных, а также позволяет анализировать полученные данные в режиме реального времени.

Секвенирование – способ установить последовательность нуклеотидов в молекуле, например, чтобы определить мутации в ДНК или выяснить, какие генетические изменения в бактериях делают их устойчивыми к антибиотикам. Отличие нанопорового секвенирования от уже привычных методов в том, что оно эффективно на больших участках генома. С его помощью можно прочитать длинные цепочки, которые содержат тысячи нуклеотидных оснований.

Внутри прибора для нанопорового секвенирования есть мембрана, в которой находятся белки: при приложении напряжения они формируют поры, через которые движутся ионы и секвенируемая молекула. 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. В рамках исследования все изменения тока на различных участках ДНК записываются. Изучая эти изменения, можно понять, какие нуклеотиды прошли через пору, и таким образом восстановить их последовательность в цепочке.

Авторы исследования изучили реальные образцы, сгенерировали разные наборы данных и сравнили несколько программ для их анализа. Удалось выяснить, как должен быть устроен образец для сборки генома, какими должны быть длины цепочек и количество прочитанных оснований.

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.