Исследователи Института химической биологии и фундаментальной медицины им. Д.Г.Кнорре СО РАН сделали важный шаг к созданию отечественной технологии безматричного ферментативного синтеза ДНК. Они детально описали молекулярный механизм действия определенных ферментов, что открывает путь к инженерии эффективных биокатализаторов для синтеза протяженных фрагментов ДНК — ключевой задачи современной синтетической биологии. Результаты цикла работ опубликованы в журналах Int. J. Mol. Sci., «Биохимия», и International Journal of Biological Macromolecules.

Синтез длинных молекул ДНК — сложный и трудоемкий процесс. Химический метод, широко используемый для получения коротких олигонуклеотидов, на практике имеет верхнюю границу 100–150 нуклеотидов. Для сборки более длинных последовательностей, например полноразмерного гена (около 1000 нуклеотидов) или целого ферментативного каскада (10 000 нуклеотидов), ученым приходится «сшивать» множество коротких фрагментов. Это приводит к ошибкам, разрывам и требует последующей проверки и исправления.
«Знание механизма действия фермента и особенностей формирования каталитического состояния позволяет целенаправленно проводить инженерию белковой молекулы с целью ускорения определенных стадий взаимодействия, —рассказывает член-корреспондент РАН Никита Александрович Кузнецов, заведующий лабораторией генетических технологий ИХБФМ СО РАН, руководитель гранта РНФ № 21-64-00017П. — То есть, разобравшись в механизме, мы способны влиять на эффективность действия фермента путем сайт-направленного мутагенеза и химеризации структурно-гомологичных элементов, применяя подходы рационального дизайна».
Публикация на сайте «Науки в Сибири»

Чтобы пережить холод, организмы используют разные молекулярные механизмы защиты от замерзания. Один из таких способов — синтез антифризных белков, которые препятствуют росту кристаллов льда. Ученые Института химической биологии и фундаментальной медицины им. Д. Г. Кнорре СО РАН исследовали такой белок у сибирского жука-усача Rhagium mordax и выяснили, что для его работы важна способность молекул объединяться в комплексы. Работа опубликована в журнале Scientific Reports .
«В основном мы работали с белками арктических рыб, но сейчас исследуем антифризный белок сибирского жука-усача. Такие белки уже применяют в самых разных областях. В медицине их добавляют в растворы для хранения органов, тканей и клеток при низких температурах, чтобы при охлаждении не образовывались кристаллы льда, которые могут повредить ткани. В пищевой промышленности, например в США, их используют при производстве некоторых видов мороженого: они не дают формироваться крупным кристалликам, благодаря чему продукт дольше сохраняет нежную текстуру. Кроме того, ученые исследуют возможность использовать принцип действия этих белков для создания покрытий, защищающих от обледенения, например для передних кромок крыльев самолетов», - рассказывает директор ИХБФМ СО РАН Владимир Васильевич Коваль.
Публикация на сайте «Науки в Сибири»