Сколтех — новый технологический университет, созданный в 2011 году в Москве командой российских и зарубежных профессоров с мировым именем. Здесь преподают действующие ученые, студентам дана свобода в выборе дисциплин, обучение включает работу над собственным исследовательским проектом, стажировку в индустрии, предпринимательскую подготовку и постоянное нахождение в международной среде.

Ученые превратили токсин в биосенсор

Международная группа ученых, в состав которой вошла студентка Сколтеха Елена Буглакова, под руководством профессора Маттео Даль Пераро из Федеральной политехнической школы Лозанны (EPFL) изучила новый бактериальный токсин, который можно использовать в качестве биосенсора для секвенирования ДНК и белков. Результаты исследования опубликованы в журнале Nature Communications.

snimok-ekrana-2019-11-19-v-12-47-58 

Некоторые виды бактерий могут убивать другие клетки  с помощью специальных белков – порообразующих токсинов (pore forming toxins). Эти белки встраиваются в мембрану и образуют в ней отверстия, что ведет к смерти атакуемой клетки.

Однако, у порообразующих белков есть и практическое применение: их можно использовать в качестве биосенсоров. Под воздействием электрического поля разные молекулы, проходят через пору, меняя текущий через нее электрический ток. По изменению тока можно узнать, какая молекула прошла сквозь пору, например, определить последовательность ДНК. Данная технология уже представлена на рынке платформ для секвенирования нуклеиновых кислот.

В новом исследовании, опубликованном в журнале Nature Communications, был изучен аеролизин – токсин, который производится бактерией Aeromonas hydrophila. Главное его преимущество – образование очень узких пор, с помощью которых можно различать молекулы с большей точностью, чем с помощью ранее известных токсинов. В данной работе ученые применили компьютерное моделирование для создания структурной модели аеролизина. Ученые заменяли разные аминокислоты в модели белка и смотрели, как это повлияет на его структуру и проводимость. Далее с помощью методов генной инженерии исследователи создали поры с различными мутациями, встроили их фосфолипидный двойной слой, имитирующий клеточную мембрану, и провели эксперименты, чтобы узнать, как мутации влияют на способность аэролизина пропускать ионы, ДНК и короткие пептиды. Это позволило установить, какую роль диаметр поры и электростатические взаимодействия играют в работе аеролизина как биосенсора, и помогло найти варианты белка, перспективные для применения в различных задачах.

Контакты:
Skoltech Communications
+7 (495) 280 14 81

Tweet about this on Twitter0Share on Facebook0Pin on Pinterest0Share on Tumblr0Share on VK