ТАСС

от 07.02.2023 г.

Оригинал статьи


В России создали рабочий макет «генетического принтера»

ТОМСК, 6 февраля. /ТАСС/. Рабочий макет «генетического принтера» разработали ученые Томского госуниверситета систем управления и радиоэлектроники (ТУСУР). До конца 2023 года планируется довести модель до прототипа, готового к производству, устранив все недочеты и доработав несколько важных узлов, сообщил в понедельник ТАСС завлабораторией аддитивных технологий и инженерной биологии Руслан Гадиров.

Ранее в пресс-службе вуза сообщали, что ТУСУР выиграл грант Минобрнауки в размере 320 млн рублей на создание «генетического принтера». Разработка уменьшит технологическое отставание в создании приборной базы для генетических технологий.

«За полтора года работы мы создали рабочий макет системы. Его принцип работы похож на струйный принтер, только у него количество каналов больше: не четыре, а восемь. В итоговом варианте будет 16. До конца года запланирован третий этап: будем устранять все недочеты, дорабатывать программное обеспечение - все, чтобы был готовый продукт, с полностью готовой рабочей конструкторской документацией. Это стадия, когда принтер уже можно будет отдавать в производство», - сказал Гадиров.

Он уточнил, что тестирование будут проводить ученые в ТУСУРе вместе с коллегами из Института химической биологии и фундаментальной медицины (Новосибирск).

«В этом принтере самая сложная вещь, которую в России до этого никто не изготавливал, - это пьезоэлектрические дозаторы. В настоящее время в нашем НОЦ ведется их разработка. За год такую технологию реализовать практически нереально, поэтому пока испытываем работу геномного принтера на других дозаторах. Я думаю, за третий этап как раз сделаем рабочую версию» - отметил он.

Принцип работы

В готовой системе будет 16 пьезодозаторов, каждый из которых формирует капельку объемом около 500 пиколитров (по диаметру чуть больше толщины человеческого волоса). Печатающая головка принтера будет перемещаться на скорости около 100 мм/с и, не останавливаясь, капать из разных дозаторов, попадая строго в одни и те же места - капля в каплю.

«Непосредственно перед печатью осуществляется контроль вылета капель. Камера со стробоскопической подсветкой, которая синхронизирована с пьезоэлектрическим дозатором, засвечивает капли в момент вылета. Это позволяет контролировать, как капли формируются, как они выходят из сопла принтера. Технически это все очень сложная задача», - пояснил собеседник агентства.

Сами капли попадают на специальные подложки для печати - «фундамент» для создания олигонуклеотидов (фрагментов ДНК и РНК). Ученые решили использовать для подложек «пористые материалы, которые позволяют не изобретать новые протоколы синтеза с новой реагентикой, а использовать реагенты, которые используются в классических синтезаторах. Они и стоят дешевле, и в России их найти проще», - объяснил Гадиров.

О геномном принтере

Сейчас в мире существует ограниченное число производителей оборудования для синтеза олигонуклеотидов, а также массивов олигонуклеотидов (коротких фрагментов ДНК или РНК), из которых можно в дальнейшем создавать генные конструкции. Подавляющее большинство производителей локализовано в США. Политика работы таких компаний не позволяет свободно поставлять в третьи страны оборудование для создания массивов олигонуклеотидов, а также ДНК-чипы, содержащие на поверхности массивы олигонуклеотидов для последующей сборки генных конструкций.

ТУСУР выступает в проекте головным исполнителем. Также в работе над проектом принимают участие еще два томских вуза (СибГМУ и ТГУ), национальный исследовательский центр «Курчатовский институт», Институт химической биологии и фундаментальной медицины СО РАН, индустриальный партнер ТУСУРа - АО «НПФ»Микран».