Test pozwalający na szybkie wykrycie unikalnego dla ludzi genu DEFB1 opracowali naukowcy trzech gdańskich uczelni. Rozwiązanie może okazać się przydatne m.in. w diagnostyce i medycynie sądowej przy analizie próbek DNA niewiadomego pochodzenia.
Wyniki badań zespołu naukowców z Uniwersytetu Gdańskiego, Politechniki Gdańskiej oraz Gdańskiego Uniwersytetu Medycznego ukazały się na łamach prestiżowego czasopisma Sensors & Actuators: B. Chemical. Efektem ich prac jest metoda szybkiego wykrywania genu DEFB1, unikalnego dla gatunku ludzkiego w próbce śliny. Pomógł im Albert – mops, który uwielbia ludzkie jedzenie, filmy w Internecie i spanie w łóżku.
Albert jest psem, ale nie zdaje sobie z tego sprawy. Albert uwielbia ludzkie jedzenie (i piwo), oglądanie filmów w Internecie, spanie w łóżku i nie tylko, ale nie powinien tych wszystkich rzeczy robić. Aby go o tym przekonać, opracowaliśmy procedurę testową rozstrzygającą tę wątpliwość – czytamy w publikacji.
Główną zaletą opracowanej metody jest skrócenie czasu analizy próbek DNA w stosunku do aktualnie stosowanej metody określenia ludzkiego genomu, (w reakcji łańcuchowej polimerazy – PCR), opartej na powielaniu materiału genetycznego. W użytej metodzie badawczej wykorzystano nie tylko umiejętność modyfikacji powierzchni elektrody w celu oznaczenia genu beta-defensyny 1 (DEFB1) w próbce śliny pochodzącej od zwierząt oraz od człowieka, ale również zastosowano dotąd nieużywaną w tego typu pracach technikę analityczną, opartą na analizie zmian zachodzących na elektrodzie w oparciu o monitoring chwilowych zmian impedancji badanego układu.Analizowany gen jest obecny w genomie człowieka i występuje jedynie w ludzkim DNA. Dlatego też powyższą zależność wykorzystano w rozróżnieniu badanych próbek, używając do tego celu specjalnie modyfikowanych elektrod. Weryfikacja pochodzenia pobranych próbek została przeprowadzona na specjalnie modyfikowanych elektrodach diamentowych domieszkowanych borem, które wykazują unikalne cechy w porównaniu z tradycyjnymi elektrodami, posiadają niski prąd tła, dzięki czemu idealnie nadają się do tego typu badań. Elektrody zostały wykonane w zespole kierowanym przez dr hab. inż. Roberta Bogdanowicza, prof. PG z Wydziału Elektroniki, Telekomunikacji i Informatyki Politechniki Gdańskiej.
Modyfikacja powierzchni elektrody specyficznym oligonukleotydem pozwoliła na uzyskanie czułej powierzchni w kierunku śledzenia zmian zachodzących na elektrodzie. Takie podejście pozwoliło na wykrycie i identyfikację badanego genu poprzez śledzenie procesu hybrydyzacji DNA – mówi dr Paweł Niedziałkowski z Wydziału Chemii Uniwersytetu Gdańskiego.
Naukowcy podkreślają, że zastosowana metoda pomiarowa oparta na analizie widm impedancyjnych pozwala na śledzenie zmian zachodzących na elektrodzie w czasie rzeczywistym, co jest wielką zaletą w procesie wiązania próbek DNA – to niezwykle ważne w detekcji tego typu procesów. Dodają, że opracowana przez nich technika może być wykorzystana w badaniach diagnostycznych rozpoznania próbek DNA różnej wielkości na potrzeby medyczne oraz kryminalistyczne.
W badaniach brali udział naukowcy z Wydziału Chemii UG, Wydziału Fizyki Technicznej i Matematyki Stosowanej PG, Wydziału Chemicznego PG, Wydziału Elektroniki, Telekomunikacji i Informatyki PG, Pracowni Biologii i Genetyki Sądowej GUMed).
źródło: UG