Короткие последовательности ДНК и РНК привлекают пристальное внимание ученых. За последнее десятилетие были выявлены новые функции этих молекул в клетке - в частности, регуляторные. В связи с повышенным интересом актуальной становится проблема специфичного узнавания и выделения фрагментов нуклеиновых кислот именно заданной длины и последовательности.
Один из вариантов решения этой проблемы придумали японские ученые из Kyushu University. Tatsuo Maruyama и коллеги предложили использовать специфичную экстракцию олигонуклеотидов ДНК из водной фазы при помощи обратных мицелл (микроэмульсий "вода в масле"). Обратные мицеллы являются удобным средством для экстракции растворимых в воде соединений (в том числе и ДНК) из водного раствора в органическую фазу.
Чтобы обеспечить специфичность экстракции, были использованы короткие одноцепочечные молекулы ДНК, к одному из концов которых пришита гидрофобная группа. Поскольку сама ДНК гидрофильна, в итоге были получены амфифильные молекулы, названные "ДНК-ПАВ". Одноцепочечная ДНК из ДНК-ПАВ способна распознать и связать ДНК, нуклеотидная последовательность которой комплементарна данной. Такой процесс узнавания одноцепочечными ДНК своих точных партнеров называется ДНК-гибридизацией и широко применяется в современной молекулярной биологии.
Для специфичного выделения фрагментов ДНК из водного раствора была использована фосфолипидная система с добавлением ДНК-ПАВ. В результате в органическую фазу переходило около 60% целевой ДНК, если она была в точности комплементарна последовательности ДНК-ПАВ. Наличие всего лишь одного, а тем более трех несовпадений резко снижало степень экстракции олигонуклеотида из водного раствора (6% и 2% соответственно), что говорит о высокой селективности метода.
Для того, чтобы перевести ДНК из органической фазы обратно в водную, оказалось достаточным добавить бутан-2-ол и нагреть смесь до 80 градусов Цельсия. В итоге обратно в раствор переходит около 50% исходной ДНК.
В данной работе диаметр мицелл составил 16.7 нм, что вносило ограничения по размеру выделяемых молекул ДНК (более длинные олигонуклеотиды выделялись менее эффективно). В настоящий момент ученые работают над улучшением методики путем варьирования размера мицелл и гидрофобности ДНК-ПАВ.
Работа
"Sequence-selective extraction of single-stranded DNA using DNA-functionalized reverse micelles" была опубликована в журнале
Chemical Communications.
