Пресс-центр / новости / Наука /

Геномные ДНК-структуры в качестве сенсоров, чувствительных к микроизменениям pH в клетке

Ученые из ФНКЦ физико-химической медицины и ИБХ РАН совместно с коллегами из Сколтеха и РХТУ имени Д.И. Менделеева разработали простые и надежные сенсоры для регистрации малых изменений внутриклеточного pH. 

Turaev AV, Isaakova EA, Severov VV, Bogomazova AN, Zatsepin TS, Sardushkin MV, Aralov AV, Lagarkova MA, Pozmogova GE, Varizhuk AM

Основой данных сенсоров послужила необычная структура ДНК - i-мотив - обнаруженная в генах, связанных с нейродегенерацией или канцерогенезом. I-Мотивы, по-видимому, являются геномными регуляторными элементами и могут модулировать транскрипцию в ответ на изменения pH. Учитывая присущую им чувствительность к незначительным изменениям pH в пределах физиологического диапазона, данные структуры ДНК можно использовать в качестве основного элемента биосовместимых сенсоров. С использованием методов остановленного потока и FRET-плавления были отобраны i-мотивы с быстрым откликом. Для лидерного быстродействующего сенсора была оптимизирована схема мечения и проведена внутриклеточная калибровка. В отличие от известных низкомолекулярных индикаторов pH, данный сенсор эффективно транспортировался в ядра клеток. Благодаря подходящим кинетическим характеристикам сенсор можно использовать для мониторинга динамики протонов в ядре и исследований изменения pH нейронов при стимуляции в норме и патологии. Результаты свидетельствуют о том, что дизайн с применением геномных последовательностей является продуктивным подходом к разработке биосовместимых молекулярных инструментов. Работа опубликована в журнале Biosensors and Bioelectronics.

4 января