חוקרים מאוניברסיטת טורונטו המציאו שיטה חדשה המשתמשת ברצף DNA כדי למדוד מטבוליטים. זה מאפשר ניתוח מהיר ומדויק של תרכובות ביולוגיות, כמו סוכרים, ויטמינים, הורמונים ומאות מטבוליטים אחרים הקריטיים לבריאות.
הפלטפורמה החדשה לרצף מולקולות קטנות, המכונה "Smol-Seq", מעסיקה גדילים קצרים של DNA הנקראים Aptamers כדי לאתר מטבוליטים. כל aptamer מהונדס כדי להיקשר למטבוליט יעד ולשאת ברקוד DNA ייחודי.
עלינו למדוד מטבוליטים בגלל התפקיד שהם ממלאים בבריאותנו, אך זה מאתגר מאוד ללמוד מגוון רחב זה של מולקולות. עד כה, ספקטרומטריה המונית הייתה תקן הזהב למדידת רמות המטבוליט, אך היא אינה נגישה או מהירה כמו שיטות ש- DNA רצף. רצינו לפתח שיטה המגלה מטבוליטים המשתמשים ברצף DNA כדי להשתמש בכוח הרצף המדהים הזה. "
יוני טאן, המחבר הראשון במחקר ומחקר במחקר ב- U של מרכז דונלי למחקר סלולרי וביומולקולרי
המחקר פורסם היום בכתב העת טבע ביוטכנולוגיהו
ברגע ש- Aptamer נקשר למטרה שלו, המבנה שלו משתנה לשחרור ברקוד ה- DNA שלו. לדוגמה, ה- Aptamer המבטא גלוקוז משחרר ברקוד אחד וה- Aptamer המזהה את הורמון הלחץ קורטיזול משחרר ברקוד שונה.
המשמעות היא שאפשר לדעת אילו Aptamers מצאו את היעדים שלהם פשוט על ידי רצף הברקודים המשוחררים. ככל שיש יותר יעד מטבוליט במדגם, כך משתחרר יותר את הברקוד הזה, ומאפשר לחוקרים למדוד את ריכוז המולקולות השונות בתערובת.
"מדענים השתמשו בעבר ב- Aptamers כדי למדוד מטבוליטים, אך בעיקר באמצעות שיטות המאפשרות לך רק למדוד כמה מטבוליטים בכל פעם," אמר טאן. "הבנו שאם אנו משתמשים בברקודים של DNA כתגים למטבוליטים, אנו יכולים למדוד מאות או אפילו אלפי מטבוליטים בו זמנית."
כעת, כאשר פלטפורמת Smol-Seq פועלת, השלב הבא הוא לפתח Aptamers למטבוליטים עם פוטנציאל ביו-רפואי. בסופו של דבר, בסיס הנתונים המתרחב של Aptamers יאפשר למידת מכונה לחיזוי עיצובים של Aptamer לקשור יעדי מטבוליט חדשים.
בנוסף לגידול מסד הנתונים של Aptamer, צוות המחקר יכוון את הפלטפורמה כדי להגדיל את הדיוק איתו Aptamers נקשרים למטרותיהם. ניתן להשיג זאת על ידי זיקוק התפתחות Aptamer ברמת החומצה הגרעינית-מידת הספציפיות שיהיה צורך מכיוון שמספר המטבוליטים ניתן להשתמש בפלטפורמה כדי ללמוד עליות.
אנדרו פרייזר, החוקר הראשי על המחקר ופרופסור לגנטיקה מולקולרית, אמר כי "רצף ה- DNA הוא מיליוני פעמים מהיר יותר ממה שהיה לפני 20 שנה, ורצינו לרתום את הכוח לגילוי מטבוליטים," אמר אנדרו פרייזר, החוקר הראשי על המחקר ופרופסור לגנטיקה מולקולרית ב- U של הפקולטה לרפואה של U של U של U. "SMOL-SEQ יכול להפוך את האבחון והביוטכנולוגיה על ידי הפיכת גילוי מטבוליטים קל ומהיר כמו רצף DNA."
מחקר זה נתמך על ידי המכונים הקנדיים לחקר הבריאות.