Американским научным сотрудникам из Медицинской школы при Вашингтонском университете удалось разработать новый метод быстрого создания мутантов.
Это происходит вследствие снижения активности ДНК при внедрении в него коротких последовательностей нуклеотидов. Таким способом удалось быстро выяснять функции генов для их дальнейшей модификации. Результаты исследования опубликованы в Nature communications.
Ранее ученые “выключали” ген, чтобы выяснить, как будет себя вести организм. Однако это часто приводило к гибели мутанта. Поэтому специалисты были заинтересованы не в подавлении, а в снижении активности гена, на что требовалось много времени. Кроме того, существующие методы не позволяют точно регулировать уровень экспрессии ДНК, который являет собою процесс преобразования наследственной информации в белок.
На этот раз исследователям удалось разработать новый универсальный способ получения гипоморфных мутаций, которые влияют на синтез белка. Для этого они присоединили к началу гена последовательность из А-нуклеотидов (содержащих аденин). Она вызывает неустойчивость информационной РНК, которая переносит генетическую информацию с ДНК к рибосомам, на которых синтезируется белок.
В своих экспериментах ученые использовали копии гена, который кодирует флуоресцентный полипептид. Они вставили в них последовательности длиной от 9 до 36 адениловых нуклеотидов, полагая, что чем длиннее вставка, тем менее активной будет экспрессия гена. На первом этапе исследования модифицированные гены были внедрены в клетки кишечной палочки (Escherichia coli). Затем ученые по интенсивности флуоресценции определяли количество белкового продукта. Выяснилось, что длинные цепочки А-нуклеотидов действительно сильнее тормозили синтез белка.
Такой же результат был получен при внедрении различных генов в одноклеточные эукариоты Tetrahymena thermophila, клетки растений табака Nicotiana benthamiana, культуры раковых клеток человека, а также в плодовых мух Drosophilla melanogaster. Кроме того, ученые показали, что с помощью своего метода они могут регулировать активность функциональных генов, которые кодируют важные для организмов белки. Так, они уменьшили способность E.coli сопротивляться действию антибиотика хлорамфеникола, модифицируя соответствующую ДНК.
