Нанобиотехнологические подходы к развитию биологических маркеров

Таким образом, индекс стабильности мРНК представляет собой новый класс молекулярных генетико-физиологических маркёров, который отражает как структурные, так и функциональные параметры у растений.

Метод позволяет развивать молекулярно-кинетические (биологические) маркёры особенностей взаимодействия «генотип-среда» и изучить влияние различных факторов внешней (свет, температура, стресс-факторы) и внутренней (гормоны, биологически активные вещества) среды на стабильность суммарной поли — (А) — содержащей мРНК и индивидуальных ген-специфических мРНК в относительно простых экспериментах [1, 27, 34].

Однако относительная простота метода ommp-системы существенно обесценивается сложностью существующих методов детекции количества ген-специфических мРНК (дот-блот, Норзерн-блот, количественный ОТ-ПЦР), что является фактором, ограничивающим развитие исследований в этом направлении. Поэтому имеет принципиальное значение использование для этой цели возможностей, предоставляемых нанобиотехнологией. Достижения в этой области науки уже в настоящее время позволяют ставить вопрос о разработке простого, оперативного и высокочувствительного количественного метода определения ген-специфических мРНК эукариот, основанного на использовании конъюгатов коллоидного золота (КЗ) с ген-специфическими олигодезоксирибонуклеотидными зондами (оДНК). Получены принципиальные доказательства того, что колориметрический метод с применением наночаcтиц КЗ-оДНК позволяет оценить количество ген-специфической мРНК в препарате суммарной высокополимерной РНК с чувствительностью, близкой к чувствительности радиоизотопного метода, без синтеза комплементарной ДНК в отличие от метода ОТ-ПЦР, что делает оценку количества индивидуальной мРНК более простой и более дешёвой.

Комбинация этого метода с методом ПЦР резко снижает стоимость анализа методом ПЦР в целях диагностики, так как позволяет оценить количество ампликонов уже после первого (из 25−30) цикла ПЦР при помощи соответствующих конъюгатов коллоидного золота. Кроме того, чувствительность (эффективность) самого метода ПЦР может быть резко увеличена (до 10 000 раз) при помощи коллоидного золота, снижающего неспецифическое взаимодействие праймеров-нуклеотидов [3, 4].

Особый интерес представляет способность одноцепочечных нуклеиновых кислот (преимущественно РНК) предотвращать агрегацию золотых нефункционализированных наночастиц. Это происходит, вероятно, за счёт электростатических взаимодействий между отрицательно заряженными фосфатными группировками нуклеиновых кислот и высокополяризованными золотыми наночастицами, что является перспективным в исследовании экспрессии генов и разработки на этой основе новых методов диагностики биологических свойств организмов В ходе подобных работ с долгоживущей РНК зрелого зерна были получены обнадёживающие результаты по оценке морозоустойчивости озимой мягкой пшеницы и озимого ячменя [34, 37].