Ученые ЮУрГУ приняли участие в создании флуоресцирующих меток для участков ДНК
Новую серию флуоресцентных зондов ДНК на основе пиридоиндолов разработал научный коллектив ученых из Москвы, Санкт-Петербурга, Екатеринбурга и Челябинска, 4 августа сообщила пресс-служба Южно-Уральского государственного университета (ЮУрГУ).
Зондом ДНК называют молекулу, которую в качестве метки можно внедрить в цепочку ДНК, чтобы идентифицировать помеченный участок и затем отслеживать его эволюцию. Зондами ДНК могут служить изотопы, хромофоры с флуоресцентными свойствами и др.
В данном проекте исследователи внедряли флуоресцентные метки-зонды, свечение которых находится в определенном спектре. Для создания новых зондов использовали вещества из класса пиридоиндолов (они же карболины), хорошо известные химикам. Они обладают антимикробными, антигрибковыми, противоопухолевыми и люминесцентными свойствами. Однако ранее пиридоиндолы в качестве зондов ДНК рассматривались редко.
Тем не менее российским исследователям удалось найти эффективный подход к этим структурам — они использовали так называемую 1,2,4-триазиновую методологию. Триазины представляют собой шестичленные ароматические циклы, содержащие три атома азота. Именно из них ученые собирали новые ДНК-зонды.
Участник исследовательского коллектива, доцент кафедры Теоретической и прикладной химии ЮУрГУ, кандидат химических наук Анастасия Рыбакова пояснила этот выбор:
«Всё дело в пространственной структуре пиридоиндолов. Помимо люминесцентных свойств, их структура позволяет легко встраиваться в нужном месте в цепочку ДНК, с другой стороны — структурные особенности способствуют процессам „двойного внутримолекулярного переноса протона в возбужденном состоянии (ESIDPT)“ и фототаутомеризации (реакции молекулы на свет)».
Исследователи подробно изучили характеристики создаваемых зондов: в какой области спектра происходит излучение, сколько оно длится по времени, как происходит затухание флуоресценции.
Некоторые из зондов обладали сольватохромным эффектом, при котором растворение зонда в различных растворителях приводит к изменению спектра излучения. Такое свойство очень важно учитывать в случае медицинских применений, когда метка доставляется в нужное место в растворенном состоянии.
Были проведены эксперименты по связыванию новых зондов с ДНК тимуса (зобной железы) теленка, доказавшие их способность служить метками ДНК.
Результаты работы над проектом ученые представили в статье «Новые 9H-пиридо[2,3-b]индолы: синтез, фотофизические/теоретические исследования и применение в качестве флуоресцентных зондов» (New 9H-pyrido[2,3-b]Indoles, Synthesis, Photophysical/Theoretical Studies, and Application as the Fluorescence Probes), опубликованной в Азиатском журнале химии (Chemistry. An Asian J.), том 20, выпуск 14, входящем во второй квартиль ведущих научных изданий Scopus.
Полученные новые флуоресцирующие метки для участков ДНК, как считают разработчики, обладают большим практическим потенциалом визуального обнаружения и применения для клеточной визуализации в биоинженерии, медицине и ветеринарии.
