Новости химической науки > Библиотека мутантных белков выявит генетические заболевания

Исследователи из США разработали более быстрый, чем существующие, и более дешевый метод для изучения влияния генетических мутаций на белки, что, в свою очередь, может оказать влияние на наши представления о генетических расстройствах.

В новом методе микросистемы ДНК применяются для синтеза тысяч различных модификаций гена – каждый с мутацией одной аминокислоты в кодирующемся белке. Новый метод был использован для создания библиотек ДНК мутантных белков, включая белок-суппрессор p53, который в организме человека связан с онкологическими заболеваниями.

Исследователи создали библиотеку мутированных белков, связанных с раковыми заболеваниями, в которой имеется в наличии практически каждая точечная мутация. (Рисунок из Nat. Methods, 2014, DOI: 10.1038/nmeth.3223)

Метод получил название «метода программируемых аллельных серий [programmed allelic series (PALS)]. Он был разработан совместно Джеем Шендуром (Jay Shendure) из Университета Вашингтона и Джейкобом Кицманом (Jacob Kitzman) из Университета Мичигана. По словам исследователей, в процессе разработки метода предполагалось, что библиотека мутированных вариантов белка p53 может оказаться полезной для изучения особенностей генезиса опухолей.

Белок p53 содержит 393 аминокислотных остатка, положение каждого остатка кодируется триплетом азотистых оснований (кодоном гена), таким образом, на влияние строения белка могут оказать влияния тысячи потенциальных мутаций. В методе PALS используются коллекции сотни или даже тысячи олигонуклеотидных праймеров, каждый из которых содержал фрагмент гена-мишени, однако каждый из праймеров содержал отдельную мутацию.

Синтез праймеров проводился в ходе параллельных процессов, протекающих на поверхности микросистемы ДНК, позволяющей осуществлять этот процесс быстрее и дешевле, чем это было возможно при использовании прежних подходов, в которых в один момент времени для синтеза праймера задействовался только один реакционный сайт. В целях копирования библиотеки праймеры помещали в раствор с исходным, немодифицированным геном и ферментом-полимеразой. В конечном итоге была получена библиотека, в которой каждая копия гена содержит одну запрограммированную мутацию, в то время как ее остальное строение соответствует исходному гену.

Новый способ позволил исследователям получить две библиотеки – одну библиотеку p53, в которой было представлено 93.5% потенциальных мутаций, и еще одну – для более короткой версии белка – фактора транскрипции дрожжей Gal4, в которой было представлено 99.9% возможных мутаций. Кицман заявляет, что исследователи планируют расширить разработанный подход для получения библиотек мутированных версий других белков, связанных с заболеваниями.

Источник: Nat. Methods, 2014, DOI: 10.1038/nmeth.3223

метки статьи: #аналитическая химия, #биохимия, #генетическая модификация организмов, #медицинская химия