На основе РНК создали биолюминесцентный сенсор

Сибирские исследователи создали аптамер (фрагмент РНК), который специфично связывается с молекулой-мишенью — биолюминесцентным белком обелином. Кроме того, авторы предложили стратегию создания бимодульных аптамерных конструкций, которые могут служить биосенсорами. Результаты исследования опубликованы в журнале RSC Advances.

«Это новая разработка. Коллеги из Института биофизики (СО РАН — Indicator.Ru) в Красноярске плодотворно изучают свойства фотопротеинов и люцифераз — светящихся биолюминесцентных белков, и создают на их основе разнообразные аналитические системы с высокой чувствительностью и специфичностью. В свою очередь, наша лаборатория химии РНК в Институте химической биологии и фундаментальной медицины СО РАН ведет систематическую работу по созданию новых аптамеров, изучению их свойств и возможностей применения. В ходе совместного исследования возникла идея сделать биолюминесцентные биосенсоры, в которых узнающими элементами были бы аптамеры, а сигнальной молекулой — светящийся белок обелин. Такое соединение подходов до нас никто не применял», — рассказала порталу «Наука в Сибири» соавтор работы Мария Воробьева.

Аптамеры — это короткие фрагменты нуклеиновых кислот, которые благодаря своей уникальной пространственной структуре специфично связываются с определенной молекулой-мишенью. Среди их преимуществ относительно простой и экономичный синтез, длительные сроки хранения и множество вариантов модификаций. Эти молекулы представляют собой многообещающую альтернативу моноклональным антителам для аналитических и терапевтических применений. Способность аптамеров изменять свою конформацию после связывания с мишенью открывает широкие возможности для создания биосенсорных платформ. В качестве строительных блоков аптамеры хорошо совместимы, поэтому их можно соединять, как конструктор, для получения сложных мультифункциональных молекул, свойства которых можно настраивать в зависимости от задачи исследования.

Команда ученых создала новые модифицированные РНК-аптамеры к обелину и к гемоглобину в качестве мишени и предложила стратегию их интеграции в бимодульную конструкцию с переключаемой структурой. Основная проблема заключалась в правильной состыковке двух аптамеров, отобранных к разным мишеням, так, чтобы они при этом сохранили свои функции, а репортерный модуль присоединялся к белку только в присутствии мишени. Известно, что когда репортер присоединяют к биоспецифичной молекуле с помощью химического синтеза, то есть через образование ковалентных связей, его активность частично теряется. Это приводит к снижению чувствительности анализа. Ученые показали, что полученный бимодальный аптамер способен нековалентно связываться с требуемыми мишенями. Важным здесь является то, что такое присоединение не портит молекулу — репортер полностью сохраняет свою активность. Предложенная разработка может быть применима для выявления других мишеней.

Понравился материал? Добавьте Indicator.Ru в «Мои источники» Яндекс.Новостей и читайте нас чаще.

Пресс-релизы о научных исследованиях, информацию о последних вышедших научных статьях и анонсы конференций, а также данные о выигранных грантах и премиях присылайте на адрес science@indicator.ru.