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 приводит Nature News.

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.