Международная группа учёных исследовала новый бактериальный токсин, который можно использовать в качестве биосенсора для секвенирования ДНК и белков.

Некоторые виды бактерий могут убивать другие клетки при помощи специальных белков — порообразующих токсинов. Они встраиваются в мембрану и образуют в ней отверстия, что ведёт к гибели 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 неё электрический ток.

По изменению тока можно узнать, какая молекула прошла сквозь пору и, например, определить последовательность ДНК. Данная технология уже представлена на рынке платформ для секвенирования нуклеиновых кислот. В новом исследовании группы учёных, в состав которой вошла студентка московского Сколтеха Елена Буглакова, под руководством профессора Маттео Даль Пераро из швейцарской Федеральной политехнической школы Лозанны (EPFL) был изучен аеролизин — токсин, который производится бактерией Aeromonas hydrophila.

Главным его преимуществом является образование очень узких пор, с помощью которых можно различать молекулы с большей точностью, чем с помощью ранее известных токсинов. В данной работе учёные применили компьютерное моделирование для создания структурной модели аеролизина, заменяя разные аминокислоты в модели белка и наблюдая, 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.

www.popmech.ru