Новосибирские исследователи института химической биологии и фундаментальной медицины имени Кнорре СО РАН разобрались, как работают ферменты, которые могут собирать длинные молекулы ДНК "в один прием". По расчетам ученых, это важный шаг к отечественной технологии синтеза генных конструкций.

Как рассказали в институте, сейчас длинные цепочки молекул ДНК собирают по частям. Химический метод позволяет делать только короткие кусочки, примерно 100-150 нуклеотидов, "букв" генетического кода. Чтобы получить целый ген, около тысячи нуклеотидов, или же сложную систему из 10 тысяч нуклеотидов, ферментативный каскад, эти кусочки приходится сшивать. А это долго, чревато ошибками и разрывами.

Ученые предложили использовать ферменты - специальные белки, которые работают как молекулярные машины. Они могут наращивать цепочку нуклеиновых кислот в заданной последовательности. ферменты класса терминальных нуклеотидилтрансфераз, которые будут эффективно узнавать и присоединять модифицированные нуклеотиды как раз могут выступить катализатором. Задача - научить их эффективно присоединять нужные "строительные блоки" в правильном порядке.

Ученые института выяснили, как фермент человека взаимодействует с праймером и входящим нуклеотидом, модифицированным нуклеозидтрифосфатом. Оказалось, ключевую роль играют динамические изменения структуры белка - конформационные перестройки, динамические изменения структуры белка и субстратов, отвечающие за эффективность химической реакции между ними. "Разобравшись в механизме, мы можем целенаправленно улучшать фермент, ускорять нужные стадии и делать его эффективнее", - объясняет член-корреспондент РАН Никита Кузнецов.

Работа в институте продолжается, в ней участвуют биохимики, химики и биотехнологи. Выход на создание длинных структур ДНК позволит создавать генные конструкции, сфера применения которых не ограничена: новые метаболические пути, вакцины и диагностические системы, и так далее.