Биологи научились читать геномы индивидуальных клеток

Ученые из Гарвардского университета разработали метод амплификации ДНК, который позволяет прочитать рекордные 93 процента генома индивидуальной клетки. Работа исследователей опубликована в журнале Science, а ее краткое описание приводят Nature News и Lenta.ru.

Для того, чтобы определить последовательность индивидуальной клетки существующими методами, вначале требуется провести ее множественное копирование. Это копирование является самой сложной операцией во всей процедуре, так как разные участки ДНК копируются с разной эффективностью. На практике это приводит к тому, что ученые могут прочитать только 40-70 эффективно копирующихся процентов генома, а последовательность остальной ДНК остается неизвестной.

В новой работе авторы сначала из одиночной человеческой клетки выделяли ДНК, а затем проводили с ней полимеразную цепную реакцию (ПЦР). ПЦР позволяет получить отдельные фрагменты ДНК во множестве копий. Новаторство авторов заключается в том, что на фрагментах-затравках (праймерах), которые использовались в реакции, были созданы специальные "довески". После образования достаточного количества копий "эффективных" фрагментов, довески на их "флангах" схлопывались в кольцо и уже не позволяли проводить дальнейшее копирование. Это позволяло выровнять эффективность копирования разных участков генома и получить ДНК с покрытием в рекордные 93 процента. Последовательность полученных фрагментов затем определяли стандартными хорошо разработанными методами.

Разработанный подход не требует создания новых приборов или сильного изменения существующих технологий секвенирования. Он подразумевает только небольшое изменение в классической ПЦР, которое ученые могут начать применять уже сейчас.

Альтернативным методом получения множественных копий индивидуальных геномов является превращение отдельных клеток в стволовые, которые способны самостоятельно делиться. При помощи этого метода недавно удалось установить, что около трети клеток человека несут крупные мутации - делеции и повторы фрагментов. Кроме того, сейчас активно развиваются методы секвенирования отдельных молекул путем протаскивания их через нанопоры.