Ученые разработали метод эффективного и автоматизированного производства ингредиентов для синтеза ДНК. Химически синтезированные короткие последовательности ДНК - чрезвычайно важные ингредиенты, которые находят бесчисленное множество применений в исследовательских лабораториях, больницах и в промышленности. Результаты работы ученых опубликованы в журнале Nature Communications.

Фосфорамидиты являются необходимыми строительными блоками в производстве последовательностей ДНК, но они нестабильны и быстро разрушаются. Доктор Александр Сандал (группа профессора Курта Готельфа) в сотрудничестве с исследователем из группы профессора Троэлса Скридструпа разработал новый запатентованный способ быстрого и эффективного производства нестабильных строительных блоков непосредственно перед их использованием и, таким образом, рационализации производства ДНК.

Полученные последовательности ДНК также называют олигонуклеотидами. Они широко используются для идентификации заболеваний, для производства лекарств на основе олигонуклеотидов и для ряда других медицинских и биотехнологических применений. Поэтому высокий спрос на олигонуклеотиды требует эффективного автоматизированного метода их химического производства.

Этот процесс основан на фосфорамидитах, которые представляют собой химические соединения, которые обладают тем недостатком, что они нестабильны, если они не хранятся при идеальной температуре -20 градусов по Цельсию. Инструменты, используемые для синтеза ДНК, не могут охладить фосфорамидиты, и, следовательно, некоторые из них неизбежно разлагаются после добавления в инструмент.

Профессор Курт Готельф и профессор Троелс Скридструп возглавляют исследовательскую группу в области органической химии, которые вместе разработали относительно простую, но эффективную технологию, позволяющую автоматизировать производство фосфорамидитов и интегрировать их непосредственно в инструмент для синтеза ДНК. Это позволяет избежать их ручного синтеза, который обычно занимает до 12 часов, а также проблемы хранения нестабильных фосфорамидитов.

Группа Готельфа внесла свой вклад в автоматизированный синтез ДНК, а группа Скридструпа внесла свой вклад в химические реакции, протекающие в непрерывно текущих жидкостях.

В способе производства фосфорамидитов нуклеозиды (исходные материалы) пропускаются через твердый материал (смолу), который потенциально может быть полностью интегрирован в автоматизированный процесс в приборе для синтеза ДНК. Смола обеспечивает быстрое фосфорилирование нуклеозидов, в результате чего нуклеозиды превращаются в фосфорамидиты в течение нескольких минут. Из смолы фосфорамидиты автоматически попадают в ту часть прибора, которая отвечает за синтез ДНК.

По словам ученых, это позволяет избежать деградации фосфорамидитов, поскольку они сначала производятся непосредственно перед их использованием (по требованию) более быстрым и эффективным способом, основанным на потоке, который потенциально может быть автоматизирован и использован не химиками.