Вчені створили чіп, який синтезує молекули ДНК
Дослідники Гарвардського університету розробили кремнієвий чіп, здатний синтезувати молекули ДНК за допомогою електричних імпульсів і водного середовища. Нова технологія може зробити виробництво синтетичної ДНК безпечнішим та екологічнішим, оскільки не потребує використання агресивних органічних розчинників.
Технологія, що синтезує ДНК
Синтетична ДНК широко використовується у сучасній медицині та біотехнологіях – від генетичної діагностики й редагування геному до досліджень онкологічних захворювань. Сьогодні її переважно виробляють за допомогою хімічного методу, який потребує небезпечних реагентів і спеціалізованих виробничих центрів.
Команда Гарварду запропонувала інший підхід. Їхній чіп працює на основі ферментативного синтезу, який відбувається у воді та більше нагадує природний процес утворення ДНК в живих клітинах.
Особливість розробки полягає в тому, що замість складного лабораторного обладнання реакціями керують електричні сигнали. Поверхня чіпа містить 64 окремі ділянки, де одночасно можуть створюватися різні послідовності ДНК. Для кожної з них електроди локально змінюють кислотність середовища, що дозволяє точно контролювати приєднання нових нуклеотидів.
За один цикл система здатна синтезувати 64 різні послідовності ДНК довжиною до 39 нуклеотидів. Це значно перевищує можливості попередніх ферментативних методів, які одночасно створювали лише близько десяти послідовностей.
Цікаво, що сам чіп спочатку не створювали для біотехнологій. Його розробили для дослідження роботи мозку та реєстрації активності нейронів. Згодом учені зрозуміли, що ту саму систему точного керування електричним струмом можна використати для синтезу ДНК, лише змінивши конструкцію електродів.
Автори роботи також продемонстрували ще одну можливість технології. За допомогою синтезованих молекул вони закодували текст обсягом 169 байтів, показавши принцип роботи ДНК як носія цифрової інформації. Хоча практичне використання такого способу зберігання даних поки що залишається справою майбутнього, дослідники вважають, що екологічні методи виробництва ДНК можуть стати ключовими для розвитку цього напряму.
