Как сжать ДНК?|Comment compresser l’ADN?

Автор: Заррина Салимова, Цюрих, 20. 11. 2017 Просмотров:526

Фото: Science animated, Bara Krautz

Как переслать по электронной почте документы, фотографии или видео большого размера? Правильно, их нужно заархивировать с помощью специальной компьютерной программы, которая преобразует данные и сократит их объем. При этом количество и качество информации остаются неизменными, другими словами, при распаковке сжатых файлов текст или картинка восстанавливаются в полном объеме.

Стоит отметить, что сжать можно только файлы, содержащие повторяющиеся фрагменты: алгоритм заменяет кодом часто встречающиеся данные. Ученые задались вопросом, можно ли использовать подобный прием в биологии, ведь молекула ДНК как раз состоит из повторяющихся блоков. Вдохновившись информационными технологиями, биологи (или скорее биоинженеры) Коби Бененсон и Николя Лапик из Цюрихского политеха разработали способ транспортировки генетической информации в клетки.

По аналогии с компрессией больших компьютерных файлов, новый метод основан на принципе устранения избыточности: повторяющиеся элементы в последовательности ДНК передаются только один раз. Это касается, например, промоторов – участков ДНК, которые влияют на то, будет ли читаться соответствующий ген и каким образом. Если ДНК, которую нужно транспортировать, содержит четыре разных гена, имеющих одинаковый промотор, то в кодировку будет включен только один промотор.

Таким образом, большие объемы генетической информации могут быть «сжаты», доставлены в клетки и «распакованы» там. Чтобы подготовить ДНК к транспортировке в клетку, ее «упаковывают» по определенным правилам. По словам Бененсона, процедура называется «сжатым кодированием».

В очень упрощенной форме процесс можно описать так: к четырем генам из примера выше присоединяют общий промотор, а на двойной спирали ДНК компактно располагают четыре кодирующих последовательности гена. Вся эта конструкция оснащается отдельными стоп-кодонами и местами для примыкания рекомбиназы – энзима, который может открывать и раскручивать спираль ДНК.

Рекомбиназа играет роль программы-распаковщика и обеспечивает сохранность генетической информации: части сжатой ДНК остаются полностью функциональными. В примере с четырьмя генами это означает, что каждый из них получает свой промотор при «распаковке».

Метод может оказаться полезным при разработке инновационных способов лечения, в том числе и онкологических заболеваний. В первую очередь, речь идет о создании биологически активных ДНК и искусственных генетических программ, способных решать определенные задачи. Например, группа под руководством Коби Бененсона работает над программами, которые могут распознавать раковые клетки. В зависимости от уровня концентрации маркеров, программа определяет клетку как здоровую или нет. Больные клетки программа может самостоятельно уничтожить.

Существующие способы транспортировки ДНК несовершенны, так как позволяют передать только ограниченное количество информации, поэтому точность определения клеток опухоли недостаточно высока. С помощью разработанного Бененсоном и Лапиком метода объем передаваемой информации можно значительно увеличить, а, следовательно, повысить и эффективность разных видов терапий. Теперь ученые надеются расширить генетические программы, добавив в них больше сенсоров (протеинов, компонентов РНК и ДНК) и увеличив точность распознавания.

Разработка Бененсона и Лапика может служить отличным примером нестандартного мышления и подтверждением того, как в современном мире важны междисциплинарный подход и использование достижений из разных областей науки. Результаты исследования были опубликованы 13 ноября в научном журнале Nature Nanotechnology.

 

Добавить комментарий

Пожалуйста, войдите или зарегистрируйтесь , чтобы отправить комментарий
КУРСЫ ВАЛЮТ
CHF-USD 1.06
CHF-EUR 0.87
CHF-RUB 60.38

ПОПУЛЯРНОЕ ЗА НЕДЕЛЮ

Женевские налоговики выслеживают богачей-«беглецов»

Налоговые инспектора Женевы проводят расследования с целью установить, действительно ли миллионеры покидают кантон и переселяются в центральную Швейцарию, на Карибские острова или в Монако, или по-прежнему проводят большую часть времени в городе Кальвина.
Всего просмотров: 1,012

Роджер Федерер: некоронованный король Швейцарии

На пресс-конференции после впечатляющей победы Федерер рассказал, что утром 16 февраля он поставил перед собой две цели: снова стать ракеткой номер один и… не плакать. Слез все же сдержать не удалось.
Всего просмотров: 811

Леманское чудовище

За пять лет они распространились по всему Леману. С ними встречаются рыбаки, их видят купальщики, замечают прохожие с женевской набережной. Кому угрожают сомы и в какой момент нападают?
Всего просмотров: 792

СЕЙЧАС ЧИТАЮТ

Женевские налоговики выслеживают богачей-«беглецов»

Налоговые инспектора Женевы проводят расследования с целью установить, действительно ли миллионеры покидают кантон и переселяются в центральную Швейцарию, на Карибские острова или в Монако, или по-прежнему проводят большую часть времени в городе Кальвина.
Всего просмотров: 1,012

Женева перестанет принимать школьников-нерезидентов

Глава правительства кантона Франсуа Лонгшам объявил, что с 2019 года дети нерезидентов не смогут учиться в городе Кальвина, так как в местные школы уже приняты 1900 «не женевских» детей, пишет газета Le Temps.
Всего просмотров: 1,006

Роджер Федерер: некоронованный король Швейцарии

На пресс-конференции после впечатляющей победы Федерер рассказал, что утром 16 февраля он поставил перед собой две цели: снова стать ракеткой номер один и… не плакать. Слез все же сдержать не удалось.
Всего просмотров: 811
© 2015 Наша Газета - NashaGazeta.ch
Все материалы, размещенные на веб-сайте www.nashagazeta.ch, охраняются в соответствии с законодательством Швейцарии об авторском праве и международными соглашениями. Полное или частичное использование материалов возможно только с разрешения редакции. В случае полного или частичного воспроизведения материалов сайта Nashagazeta.ch, ОБЯЗАТЕЛЬНА АКТИВНАЯ ГИПЕРССЫЛКА на конкретный заимствованный текст. Фотоизображения, размещенные редакцией Nashagazeta.ch, являются ее исключительной собственностью. Полное или частичное воспроизведение фотоизображений без разрешения редакции запрещено. Редакция не несет ответственности за мнения, высказанные читателями в комментариях и блогерами на их личных страницах. Мнение авторов может не совпадать с мнением редакции.
Scroll to Top
Scroll to Top