Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники завершил работы по созданию опытного образца первого отечественного геномного принтера, обеспечивающего массовый автоматический синтез олигонуклеотидов с высокой плотностью.

Основные технические решения, предложенные при разработке геномного принтера, будут защищены патентами. Уже получены два свидетельства на программы для ЭВМ и поданы четыре заявки на изобретения, сообщает пресс-служба вуза.

«Полный цикл разработки занял у нас менее двух с половиной лет. За это время мы прошли все этапы — от макетирования основных функциональных узлов и отработки базовых принципов до создания экспериментальной установки и, сейчас, опытного образца принтера. Теперь можно сказать уверенно, что благодаря участию в этой междисциплинарной работе на стыке робототехники, микроэлектроники, органической химии и биотехнологий наш коллектив получил не только уникальные материальные результаты в виде созданной системы, ее ключевых элементов и технологий, но и новые междисциплинарные знания на стыке нескольких научных направлений, а главное научный, технологический и кадровый задел для развития данной тематики», — прокомментировал руководитель проекта, проректор по научной работе и инновациям ТУСУРа Антон Лощилов.

«В настоящее время с использованием принтера выполнен синтез массива олигонуклеотидов. Пока это небольшой массив, состоящий из тридцати пяти последовательностей, каждая из которых повторяется три раза, то есть всего ста пяти точек (спотов). Самая длинная последовательность состоит из тридцати одного нуклеотида, а самая короткая — из десяти. Наши коллеги из Института химической биологии и фундаментальной медицины Сибирского отделения РАН сняли синтезированные последовательности с подложки и провели так называемую лигазную сборку. Дело в том, что последовательности, которые мы синтезировали, не случайные, отдельные их участки частично комплементарны друг другу и при определенных условиях собираются в двойную цепочку. Фермент лигаза сшивает эти последовательности, и в результате получается длинная двойная цепочка ДНК. В нашем случае длина такой цепи составила четыреста два основания. Сам факт того, что сборка прошла, и на выходе получилась последовательность нужной нам длины, говорит о том, что прибор работает правильно и принципы, которые были заложены в его основу, верны. Помимо этого, специалисты ИХБФМ посчитали, что прибор оказался достаточно экономичным для задач молекулярной биологии. Расход по некоторым реагентам оказался ниже примерно в пятнадцать раз, а по амидофосфитам — более чем в пять тысяч раз. Дело в том, что для таких задач, как лигазная или полимеразная сборка, не требуется больших количеств олигонуклеотидов, но традиционные планшетные синтезаторы из-за особенностей системы дозирования не могут работать с такими малыми количествами. В результате для сборки берется малая часть от этого количества, а остальное просто утилизируется», — рассказал заведующий лабораторией аддитивных технологий и инженерной биологии Руслан Гадиров.

По словам разработчиков, в ближайшее время можно будет приступить к постановке технологии изготовления малой серии геномных принтеров для поставки заинтересованным заказчикам. Также в ТУСУР планируют продолжить работу по модификации устройства — усовершенствованию дозаторов и других ключевых узлов принтера. Индустриальным партнером проекта, обеспечивающим внедрение полученных результатов и производство оборудования для автоматизированного синтеза, выступает научно-производственная фирма «Микран».

Геномный принтер Томского университета систем управления и радиоэлектроники может помочь в разработке дорогих лекарственных препаратов, в том числе для лечения генетических заболеваний. Один из примеров лекарств на основе олигонуклеотидов — препарат для лечения спинальной мышечной атрофии «Спинраза», один из самых дорогих лекарственных препаратов в мире. Первый год лечения стоит порядка семисот тысяч долларов, в последующие годы стоимость снижается вдвое.

Источник