Как сжать ДНК?|Comment compresser l’ADN?

Автор: Заррина Салимова, Цюрих, 20. 11. 2017 Просмотров:917

Фото: Science animated, Bara Krautz

Как переслать по электронной почте документы, фотографии или видео большого размера? Правильно, их нужно заархивировать с помощью специальной компьютерной программы, которая преобразует данные и сократит их объем. При этом количество и качество информации остаются неизменными, другими словами, при распаковке сжатых файлов текст или картинка восстанавливаются в полном объеме.

Стоит отметить, что сжать можно только файлы, содержащие повторяющиеся фрагменты: алгоритм заменяет кодом часто встречающиеся данные. Ученые задались вопросом, можно ли использовать подобный прием в биологии, ведь молекула ДНК как раз состоит из повторяющихся блоков. Вдохновившись информационными технологиями, биологи (или скорее биоинженеры) Коби Бененсон и Николя Лапик из Цюрихского политеха разработали способ транспортировки генетической информации в клетки.

По аналогии с компрессией больших компьютерных файлов, новый метод основан на принципе устранения избыточности: повторяющиеся элементы в последовательности ДНК передаются только один раз. Это касается, например, промоторов – участков ДНК, которые влияют на то, будет ли читаться соответствующий ген и каким образом. Если ДНК, которую нужно транспортировать, содержит четыре разных гена, имеющих одинаковый промотор, то в кодировку будет включен только один промотор.

Таким образом, большие объемы генетической информации могут быть «сжаты», доставлены в клетки и «распакованы» там. Чтобы подготовить ДНК к транспортировке в клетку, ее «упаковывают» по определенным правилам. По словам Бененсона, процедура называется «сжатым кодированием».

В очень упрощенной форме процесс можно описать так: к четырем генам из примера выше присоединяют общий промотор, а на двойной спирали ДНК компактно располагают четыре кодирующих последовательности гена. Вся эта конструкция оснащается отдельными стоп-кодонами и местами для примыкания рекомбиназы – энзима, который может открывать и раскручивать спираль ДНК.

Рекомбиназа играет роль программы-распаковщика и обеспечивает сохранность генетической информации: части сжатой ДНК остаются полностью функциональными. В примере с четырьмя генами это означает, что каждый из них получает свой промотор при «распаковке».

Метод может оказаться полезным при разработке инновационных способов лечения, в том числе и онкологических заболеваний. В первую очередь, речь идет о создании биологически активных ДНК и искусственных генетических программ, способных решать определенные задачи. Например, группа под руководством Коби Бененсона работает над программами, которые могут распознавать раковые клетки. В зависимости от уровня концентрации маркеров, программа определяет клетку как здоровую или нет. Больные клетки программа может самостоятельно уничтожить.

Существующие способы транспортировки ДНК несовершенны, так как позволяют передать только ограниченное количество информации, поэтому точность определения клеток опухоли недостаточно высока. С помощью разработанного Бененсоном и Лапиком метода объем передаваемой информации можно значительно увеличить, а, следовательно, повысить и эффективность разных видов терапий. Теперь ученые надеются расширить генетические программы, добавив в них больше сенсоров (протеинов, компонентов РНК и ДНК) и увеличив точность распознавания.

Разработка Бененсона и Лапика может служить отличным примером нестандартного мышления и подтверждением того, как в современном мире важны междисциплинарный подход и использование достижений из разных областей науки. Результаты исследования были опубликованы 13 ноября в научном журнале Nature Nanotechnology.

 

Добавить комментарий

Пожалуйста, войдите или зарегистрируйтесь , чтобы отправить комментарий
КУРСЫ ВАЛЮТ
CHF-USD 1
CHF-EUR 0.88
CHF-RUB 66.03

ПОПУЛЯРНОЕ ЗА НЕДЕЛЮ

Исход богатых из Женевы

Судя по серьезности терминов, выбранных нашими швейцарскими коллегами, дело швах и фискальную политику кантона все-таки придется пересматривать.
Всего просмотров: 1,275

Михаил Шишкин – Борис Акунин: Время убеждать

6 октября в Литературном фонде Яна Михальского в Монрише состоялась очередная интересная встреча: писатели Михаил Шишкин и Борис Акунин обсуждали вечные русские вопросы «кто виноват?» и «что делать?». Поединок был захватывающим.
Всего просмотров: 1,272

Где дорожает и где дешевеет жилье в Швейцарии?

За последние 11 лет в округе Цюрих цена жилья выросла в среднем на 97%, тогда как в некоторых регионах наблюдается снижение цен, говорится в совместном исследовании рынка недвижимости за 2018 год Федеральной политехнической школы Цюриха (ETHZ) и онлайн-платформы по сравнению цен Comparis.ch.
Всего просмотров: 1,108

СЕЙЧАС ЧИТАЮТ

Швейцарское гражданство – инструкция по получению

Фото - Наша газета Мы продолжаем серию публикаций об интересующих наших читателей правовых аспектах жизни в Швейцарии. Сегодня мы расскажем о новых правилах получения гражданства.
Всего просмотров: 132,486

Права квартиросъемщиков в Швейцарии

Как расторгнуть арендный договор? Запрещено ли курить в съемном жилье? Можно ли заводить животных?
Всего просмотров: 3,829

Дело Абрамовича станет процессом века для фрибуржцев

В среду 2 мая в гражданском суде округа Заане (Фрибург) началось рассмотрение иска Европейского банка реконструкции и развития (ЕБРР) к российскому миллиардеру Роману Абрамовичу и компании «Газпром». Процесс, который, по всей вероятности, затянется до середины июня, потребует от властей города максимум усилий для обеспечения общественной безопасности.
Всего просмотров: 3,735
© 2018 Наша Газета - NashaGazeta.ch
Все материалы, размещенные на веб-сайте www.nashagazeta.ch, охраняются в соответствии с законодательством Швейцарии об авторском праве и международными соглашениями. Полное или частичное использование материалов возможно только с разрешения редакции. В случае полного или частичного воспроизведения материалов сайта Nashagazeta.ch, ОБЯЗАТЕЛЬНА АКТИВНАЯ ГИПЕРССЫЛКА на конкретный заимствованный текст. Фотоизображения, размещенные редакцией Nashagazeta.ch, являются ее исключительной собственностью. Полное или частичное воспроизведение фотоизображений без разрешения редакции запрещено. Редакция не несет ответственности за мнения, высказанные читателями в комментариях и блогерами на их личных страницах. Мнение авторов может не совпадать с мнением редакции.
Scroll to Top
Scroll to Top