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

 

Золотое руно
Золотое руно

Конкурс логотипа ФНМ МГУ
Факультет наук о материалах МГУ имени М.В.Ломоносова объявляет творческий конкурс логотипа (эмблемы) ФНМ, работы принимаются с 21 августа до 15 сентября 2019 года. Участники - все, кто имеет или когда бы то ни было имел отношение к ФНМ МГУ: студенты, аспиранты, преподаватели, сотрудники, выпускники, а также все творческие люди из большой университетской семьи.

Продолжается прием статей в 11-й выпуск Межвузовского сборника научных трудов «Физико-химические аспекты изучения кластеров, наноструктур и наноматериалов»
Продолжается прием статей в 11-й выпуск Межвузовского сборника научных трудов «Физико-химические аспекты изучения кластеров, наноструктур и наноматериалов»

Участие НТ-МДТ Cпектрум Инструментс в конференции “ГРАФЕН: МОЛЕКУЛА И 2D КРИСТАЛЛ”
Участие НТ-МДТ Cпектрум Инструментс в конференции “ГРАФЕН: МОЛЕКУЛА И 2D КРИСТАЛЛ” 5-9 августа 2019 года в Новосибирске

3D нанотехнологии в физике, химии, биологии, медицине и инженерном искусстве
И.В.Яминский
Материалы лекции проф. МГУ, д.ф.-м.н., генерального директора Центра Перспективных технологий И.В.Яминского "3D нанотехнологии в физике, химии, биологии, медицине и инженерном искусстве". 3D принтер, сканирующий зондовый микроскоп и фрезерный станок. Что общего между ними? Как конструировать их своими руками? Небольшой экскурс в практические нанотехнологии. Поучительная история о создании сканирующего туннельного микроскопа. От идеи до нобелевской премии за 5 лет. Взгляд в микромир – от атомов и молекул до живых клеток. Как взвесить массу одного атома? Вирусы и бактерии – наши друзья или враги? Медицинские приложения нанотехнологий – нанобиосенсоры для обнаружения биологических агентов.

Материалы и пленочные структуры спинтроники и стрейнтроники
В.А.Кецко
Девятый Наноград, проходивший в Ханты - Мансийске, собрал талантливых школьников, интересных лекторов и преподавателей в области наноматериалов, нанотехнологий и технопредпринимательства. В сообщении даны материалы лекции д.х.н., в.н.с. ИОНХ РАН В.А.Кецко "Материалы и пленочные структуры спинтроники и стрейнтроники".

Лекции и семинары от ФНМ МГУ на Нанограде
Е.А.Гудилин
Девятый Наноград, проходивший в Ханты - Мансийске, собрал талантливых школьников, интересных лекторов и преподавателей в области наноматериалов, нанотехнологий и технопредпринимательства. Ниже даны материалы лекций и семинаров представителя ФНМ МГУ проф., д.х.н. Е.А.Гудилина.

Технопредпринимательство на марше

Мы традиционно просим вас высказать свои краткие суждения по вопросу технопредпринимательства и проектной деятельности школьников. Для нас очевидно, что под технопредпринимательством и под проектной деятельностью школьников каждый понимает свое, но нам интересно ваше мнение, заодно вы сможете увидеть по мере прохождения опроса, насколько оно совпадает или отличается от мнения остальных. Ждем ваших ответов!

О наноолимпиаде замолвите слово...

Прошла XII Всероссийская олимпиада "Нанотехнологии - прорыв в Будущее!" Мы надеемся, что нам для улучшения организации последующих наноолимпиад поможет электронное анкетирование. Мы ждем Ваших замечаний, пожеланий, предложений. Спасибо заранее!

Опыт обучения в области нанотехнологического технопредпринимательства

В этом опросе мы просим поделиться опытом и Вашим отношением к нанотехнологическому технопредпринимательству и смежным областям. Заранее спасибо за Ваше неравнодушие!



 
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.