Определение специфических последовательностей ДНК при помощи гибридизации с комплементарным меченым зондом весьма распространено в биодиагностике. Значение метода сложно переоценить, и поэтому его усовершенствование занимает умы многих исследователей.
Ученые из Глазго (Великобритания) предложили использовать олигонуклеотидные зонды, сшитые с золотыми наночастицами. В качестве нуклеиновой кислоты была использована так называемая LNA (locked nucleic acid), или ЗНК (закрытая нуклеиновая кислота). Основания такой нуклеокислоты несколько модифицированы по сравнению с ДНК, что приводит к ограничению в конформационных изменениях и более прочному связыванию зонда: температура плавления для комплекса матричной ДНК и зонда составила в данном случае 19,0 °С в случае ДНК-зонда и 38,5 °С при использовании ЗНК-зонда. Как оказалось, ЗНК-зонд с пришитыми к нему с обеих сторон золотыми наночастицами связывается с ДНК-матрицей еще прочнее (47,2 °С).
О связывании зонда с ДНК судили по поглощению при 260 нм, различному для одно- и двуцепочечной ДНК (для комплекса ДНК с ЗНК это тоже оказалось справедливо, как видно из рисунка 1). Однако применение ультрафиолета может вызывать повреждения в исследуемом препарате ДНК, да и на людях сказывается не самым благоприятным образом. Наличие золотых наночастиц позволило следить за связыванием зонда по поглощению при 520 нм (длина волны плазмонного резонанса для золотых наночастиц). Зависимость поглощения от состояния зонда оказалась еще более резко выраженной. Таким образом, ЗНК-зонд с золотыми наночастицами позволяет детектировать связывание с ДНК-матрицей по изменению в поглощении зеленого света.
Следующий принципиальный момент – умение отличить полностью комплементарное связывание от ошибочного. Ученые показали, что несоответствия в целом приводят к снижению температуры плавления двуцепочечного ДНК-ЗНК комплекса. Для ДНК-зонда наблюдается такая же зависимость, но в случае ЗНК разница выражена более четко: даже в самом худшем случае она оставила 2,1 °С для ЗНК против 0,3 °С для такого же зонда, содержащего классические дезоксирибонуклеотиды. Прочность связывания различных «ошибочных» ЗНК-зондов продемонстрирована на рисунке 2.
Работа «Sequence-Specific DNA Detection Using High-Affinity LNA-Functionalized Gold Nanoparticles» опубликована в журнале Small.
Ученые из Глазго (Великобритания) предложили использовать олигонуклеотидные зонды, сшитые с золотыми наночастицами. В качестве нуклеиновой кислоты была использована так называемая LNA (locked nucleic acid), или ЗНК (закрытая нуклеиновая кислота). Основания такой нуклеокислоты несколько модифицированы по сравнению с ДНК, что приводит к ограничению в конформационных изменениях и более прочному связыванию зонда: температура плавления для комплекса матричной ДНК и зонда составила в данном случае 19,0 °С в случае ДНК-зонда и 38,5 °С при использовании ЗНК-зонда. Как оказалось, ЗНК-зонд с пришитыми к нему с обеих сторон золотыми наночастицами связывается с ДНК-матрицей еще прочнее (47,2 °С).
О связывании зонда с ДНК судили по поглощению при 260 нм, различному для одно- и двуцепочечной ДНК (для комплекса ДНК с ЗНК это тоже оказалось справедливо, как видно из рисунка 1). Однако применение ультрафиолета может вызывать повреждения в исследуемом препарате ДНК, да и на людях сказывается не самым благоприятным образом. Наличие золотых наночастиц позволило следить за связыванием зонда по поглощению при 520 нм (длина волны плазмонного резонанса для золотых наночастиц). Зависимость поглощения от состояния зонда оказалась еще более резко выраженной. Таким образом, ЗНК-зонд с золотыми наночастицами позволяет детектировать связывание с ДНК-матрицей по изменению в поглощении зеленого света.
Следующий принципиальный момент – умение отличить полностью комплементарное связывание от ошибочного. Ученые показали, что несоответствия в целом приводят к снижению температуры плавления двуцепочечного ДНК-ЗНК комплекса. Для ДНК-зонда наблюдается такая же зависимость, но в случае ЗНК разница выражена более четко: даже в самом худшем случае она оставила 2,1 °С для ЗНК против 0,3 °С для такого же зонда, содержащего классические дезоксирибонуклеотиды. Прочность связывания различных «ошибочных» ЗНК-зондов продемонстрирована на рисунке 2.
Работа «Sequence-Specific DNA Detection Using High-Affinity LNA-Functionalized Gold Nanoparticles» опубликована в журнале Small.
