Нанотехнологическое сообщество Нанометр, все о нанотехнологиях
на первую страницу Новости Публикации Библиотека Галерея Сообщество Объявления Олимпиада ABC О проекте
 
  регистрация
помощь
 

Вы когда-нибудь видели чудо – живое, настоящее и едва уловимое?

Ключевые слова:  ДНК, Мастерские инноваций, ПЦР, Рослесозащита, ФИОП РОСНАНО

Автор(ы): Раздорожная Татьяна Юрьевна

Опубликовал(а):  Чеканова Анастасия Евгеньевна

14 мая 2015

Мы с удовольствием публикуем лучшие работы конкурса «Моя лаборатория», который провели в рамках Олимпиады Программа «Мастерские инноваций» ФИОП РОСНАНО и МГУ имени М.В.Ломоносова.

Однажды осенью, отдыхая с семьей в лесу на пикнике, я обнаружила удивительное место: среди старых берез, поросших мхом, дружной семейкой росли необычные и неизвестные мне грибы.

Моя мама всегда говорила мне, что работает лесным генетиком и знает очень много о лесных грибах, но в этот раз она предложила мне самой узнать, кто этот загадочный незнакомец.

В лесной лаборатории, куда привела меня мама, мне показали, как современные технологии помогают ученым в решении таких задач – можно сказать, научное бюро знакомств с неопознанным объектами.

Подобно тому, как уникальны отпечатки пальцев и рисунки черно-белых полос на зебрах, неповторимым является и главный источник информации об организме – молекула его ДНК. Она-то нам все и расскажет!

Но вот добраться до нее не так-то просто, между прочим. Помните, как в сказке про Кощея: игла в яйце, яйцо в утке, утка в зайце… Так и путь к ДНК полон преград – клеточных стенок, мембран, разных жидкостей, в общем, те же высокие горы и топкие болота, но как и в сказке, вполне преодолимые для настойчивых и смелых героев (как я :)).

Моя мама проводит экскурсию по лаборатории лесной генетики

Надев белый халат и вооружившись пробиркой, я приступила к ответственному эксперименту. Поместила кусочек неопозаннного объекта в пробирку, добавила ряд реактивов и немного растерла: мой гриб начал медленно растворяться. Реактивы, как меч-кладенец, разрушили все клеточные преграды гриба на пути к вожделенному источнику мудрости.

Долго длился бой – несколько часов я приливала и отливала разные реактивы, крутила пробирку на каруселях-центрифугах, так как источник мудрости важно не только добыть, но и получить его чистым, иначе никаких секретных знаний получить от него, увы, не удастся.

И Мойдодыр здесь не поможет, только три кита: терпение, труд и внимание, чтобы сделать все правильно и ничего не напутать в заклинаниях – протоколах эксперимента. Ну все, победа!

Но мама улыбается – рано радуешься, дочка. Золотник дорог, да мал. Теперь нужно полученные фрагменты ДНК многократно размножить – создать армию ее непобедимых клонов. Приступаю к копированию-клонированию, призываю на помощь Фею по имени ПЦР (Полимеразная Цепная Реакция). С ее помощью количество ДНК увеличивается в геометрической прогрессии, и полученная армия ДНК готова к дальнейшим испытаниям.

Измерение концентрации ДНК на нанодропе

Фее ПЦР помогает Колдун – Амплификатор, или Термоциклер, у него много имен, но как его не назови, помогает он просто фантастически. Раньше у ПЦР не было такого помощника, и исследователь работал с ПЦР над клонированием долго и мучительно, теперь с Амплификатором – просто сказка. Итак, армия ДНК в сборе. Начинается ее марафонская дистанция по мармеладному полю под действием электрической тяги, под кодовым названием гель-электрофорез. Дистанция короткая, всего 10-20 см, но чтобы преодолеть ее, нужно бежать более часа.

Термоциклер

Мармеладное поле варю сама, из специального раствора и агар-агара (агар-агар добывают из водорослей и добавляют во все, что нужно сделать густым и плотным – желе, мармелад, суфле…) и делаю в нем лунки, куда будет прыгать боец ДНК и бежать, бежать, бежать по полю, пока силы есть.

Да, забыла сказать, что бойцы наши могут быть неодинаковые по весу, так как клонироваться может не единственный боец, а несколько, разного роста. Здесь ситуация простая – чем меньше вес у бойца, тем дальше он убежит. Самые тяжелые бойцы (крупные фрагменты ДНК) устанут быстрее и остановятся – с большим весом бежать труднее, сами понимаете.

Командую «Стоп», крашу наших бойцов специальной краской, чтобы их лучше было видно, и смотрю под ультрафиолетовым светом картинку, где какой боец остановился.

Затем бойца из мармеладного плена нужно вырезать, очистить и поместить в самый главный прибор – секвенатор (генетический анализатор), который и разгадает тайну, из каких частичек наш боец – ДНК состоит. А прочитает он его, как книгу, по буквам. ДНК, конечно, не из букв состоит, а из двух цепочек, а каждая цепочка – из особых природных соединений – нуклеотидов. Вот они-то и являются своеобразными буквами генетического алфавита: Г (гуанин), Ц (цитозин), А (аденин), Т (тимин). Каждый из четырех нуклеотидов помечается специальным светящимся красителем (флюоресцентной меткой). В приборе нуклеотиды освещаются встроенным лазером, флюоресцентная метка возбуждается и испускает нужную световую волну, соответствующую определенному цвету для каждого нуклеотида.

Полученные сигналы считываются фотокамерой и переводятся в электрофореграмму.

Электрофореграмма

Генетический анализатор

Она похожа на разноцветные горные хребты, где каждый пик соответствует определенному нуклеотиду. Таким образом, собрав все нуклеотиды вместе, я получаю последовательность букв, с помощью которой можно узнать, как называется мой гриб. В этом помогают мировые базы данных нуклеотидных последовательностей. Итак, делаю запрос в базе данных и вуаля! Это опенок осенний (Armillaria borealis). Тайна раскрыта! Да здравствуют новые технологии и спасибо им за прикосновение к чуду, живому, настоящему и уже почти уловимому! И маме конечно. Мамы и сказки всегда где-то рядом.

Об авторе


Татьяна Раздорожная (Юшкова) - инженер I категории отдела лесной генетики филиала ФБУ «Рослесозащита» «Центр защиты леса Красноярского края». Окончила Сибирский государственный технологический университет по специальности «Инженер лесного дела». В 2013 году окончила очную аспирантуру.


.


В статье использованы материалы: Моя лаборатория


Средний балл: 10.0 (голосов 3)

 



Для того чтобы оставить комментарий или оценить данную публикацию Вам необходимо войти на сайт под своим логином и паролем. Зарегистрироваться можно здесь

 

Одноэлектронная ловушка
Одноэлектронная ловушка

VIII Всероссийская конференция по наноматериалам.
21-24 ноября 2023 г. состоится VIII Всероссийская конференция по наноматериалам в Москве (ИМЕТ РАН). Направления работы: фундаментальные основы синтеза нанопорошков; Наноструктурные пленки и покрытия; объемные наноматериалы; инновационные применения нанотехнологий (энергетика, машиностроение, медицина и др.) и развитие методов аттестации наноматериалов. Регистрация и подача тезисов докладов проводится до 15 сентября 2023 г. только через регистрационную форму сайта.

Перст-дайджест
В новом выпуске бюллетеня «ПерсТ»: Всегда ли смачивание уменьшает трение? Стабилизируя поры. Уроки Природы. Пингвины подсказали ученым идею создания прочного противообледенительного покрытия. Если снежинка не растает, или о температуре мыльных пузырей. XII Международная конференция “Фазовые превращения и прочность кристаллов”
памяти академика Г.В. Курдюмова (ФППК-2022)

SCAMT Workshop Week (3-в-1) - практикум по нанотехнологиям в области хим/био/IT. Санкт-Петебург, 12-19 марта
SCAMT открывает прием заявок на 10-ую юбилейную научную школу SCAMT Workshop Week, которая пройдет с 12 по 19 марта 2023 года!
SCAMT Workshop Week — первый формат научной школы по формуле: 1 неделя - 1 проект, где на одной площадке собираются участники из разных областей естественных наук.

Материалы к защитам выпускных квалификационных работ бакалавров ФНМ МГУ 2022
Коллектив авторов
Материалы к защитам выпускных квалификационных работ бакалавров ФНМ МГУ 2022 содержат следующую информацию:
• Подготовка бакалавров на факультете наук о материалах МГУ
• Состав Государственной Экзаменационной Комиссии
• Расписание защит выпускных квалификационных работ бакалавров
• Аннотации квалификационных работ бакалавров

Материалы к защитам магистерских квалификационных работ на ФНМ МГУ в 2022 году
коллектив авторов
24 - 27 мая пройдут защиты магистерских квалификационных работ выпускниками Факультета наук о материалах МГУ имени М.В.Ломоносова.

Пятилетка Олимпиады "Нанотехнологии - прорыв в будущее!": что было и что может быть в будущем
Е.А.Гудилин , А.А.Семенова
Уже более 15 лет живет и развивается Всероссийская олимпиада "Нанотехнологии - прорыв в будущее!". За всю историю Олимпиады было предложено много инновационных решений, охват олимпиадой составил более 50 000 участников по всей Российской Федерации и странам ближнего зарубежья. В статье приводятся статистические данные по Олимпиаде и возможные пути ее дальнейшего развития.

Эра технопредпринимательства

В эпоху коронавируса и борьбы с ним в существенной степени меняется парадигма выполнения творческих работ и ведения бизнеса, в той или иной мере касаясь привлечения новых типов дистанционного взаимодействия, использования виртуальной реальности и элементов искусственного интеллекта, продвинутого сетевого маркетинга, использования современных информационных технологий и инновационных подходов. В этих условиях важным является, насколько само общество готово к использованию этих новых технологий и как оно их воспринимает. Данной проблеме и посвящен этот небольшой опрос, мы будет рады, если Вы уделите ему пару минут и ответите на наши вопросы.

Технопредпринимательство в эпоху COVID-19

Небольшой опрос о том, как изменились подходы современного предпринимательства в контексте новых и возникающих форм ведения бизнеса, онлайн образования, дистанционных форм взаимодействия и коворкинга в эпоху пандемии COVID - 19.

Технонано

Технопредпринимательство - идея, которая принесет свои плоды при бережном культивировании и взращивании. И наша наноолимпиада, и Наноград от Школьной Лиги РОСНАНО, и проект Стемфорд, и другие замечательные инициативы - важные шаги на пути реализации этой и других идей, связанных с развитием новых высоких технологий в нашей стране и привлечением молодых талантов в эту вполне стратегическую область. Ниже приведен небольшой опрос, который позволит и нам, и вам понять, а что все же значит этот модный термин, и какова его суть.



 
Сайт создан в 2006 году совместными усилиями группы сотрудников и выпускников ФНМ МГУ.
Сайт модернизирован для ресурсной поддержки проектной деятельности учащихся в рамках ГК 16.647.12.2059 (МОН РФ)
Частичное или полное копирование материалов сайта возможно. Но прежде чем это делать ознакомьтесь с инструкцией.