Определение чужеродной ДНК и трансгенов теперь значительно проще

Исследователи университета «Сириус» провели сравнительный анализ различных подходов, использующиеся для обнаружения трансгенов. Классические методы, основанные на ПЦР с последующим определением последовательностей нуклеотидов по Сенгеру, оказались трудоемкими. Напротив, к перспективными методам можно отнести подходы включающие технологии высокопроизводительно секвенирования. Результаты исследования, проведенного в рамках госпрограммы научно-технологического развития федеральной территории Сириус, опубликованы в International Journal of Molecular Sciences.

Трансген — фрагмент ДНК, который ученые намеренно вставляют в клетки при помощи генно-инженерных манипуляций для того, чтобы поменять какие-либо признаки или же получить новые. Трансгенные животные или клетки — важный аспект современной биологии, часто являющиеся модельными объектами для многочисленных молекулярно-генетических исследований. Однако во многих случаях встраивание трансгена остаётся «чёрным ящиком», если не определить точную его локализацию. Для определения точного места встраивания трансгена в ДНК используют различные методы его геномного картирования.

Ученые НТУ «Сириус» сделали обзор существующих методов картирования трансгенов и описали различные подходы — классические методы основанные на полимеразной цепной реакции (ПЦР), и различные методы высокопроизводительного секвенирования, включая секвенирование нового поколения (NGS), в том числе с использованием целевого обогащения (target enrichment) и секвенирование третьего поколения (TGS), позволяющее получать информацию о структуре длинных фрагментов ДНК (long-read sequencing).

Техники ПЦР используются наиболее часто, однако, как отмечают исследователи, для точного картирования трансгенов может потребоваться огромное количество трудозатрат. Методы на основе высокопроизводительного секвенирования позволяют эффективно проводить масштабный скрининг трнсгенов и точно определять их локализацию.

Система CRISPR/Cas9 оказалась полезным инструментом для локализации трансгенов. Дополнительное использование системы CRISPR/Cas9, так называемых генетических ножниц, — позволяет снизить количество работ, связанных с высокопроизводительным секвенированием, значительно уменьшая стоимость картирования трансгенов.

«Хотя каждый подход имеет свои преимущества и ограничения, мы выделили несколько наиболее актуальных, которые, по нашему мнению, обеспечивают наилучший баланс между стоимостью, надежностью и простотой определения участков интеграции трансгенов. Что касается нашего университета, наличие приборной базы, реактивов и специалистов позволяет проводить в Сириусе один из самых современных и мощных подходов для поиска и точной локализации трансгенов в геноме», — отметил один из исследователей Максим Макаренко.