Вышедшие номера
Поиск in silico проблем сборки ДНК для синтеза флуоресцентных красителей и сенсоров
федеральный проект «Университеты для поколения лидеров» национального проекта «Молодежь и дети», «Приоритет-2030»
Браташов Д.Н. 1, Черкасов Д.В. 1, Голодная В.В. 1, Калинина Т.Т. 1, Носов М.С. 1
1Московский физико-технический институт (национальный исследовательский университет), Долгопрудный, Московская обл., Россия
Email: bratashov.dn@phystech.edu
Поступила в редакцию: 20 ноября 2025 г.
В окончательной редакции: 11 декабря 2025 г.
Принята к печати: 23 декабря 2025 г.
Выставление онлайн: 25 июня 2026 г.

Развитие технологий de novo синтеза ДНК позволяет формировать сложные искусственные оптические биосовместимые конструкции, начиная от простых флуоресцентных белков и заканчивая сенсорами физиологических и биохимических параметров, работающими непосредственно in vivo и меняющими свои оптические свойства под действием физических и химических факторов окружения или действия ферментов. В то же время поскольку такие конструкции зачастую содержат сильно повторяющийся код ДНК, то с высокой степенью вероятности в процессе синтеза происходит некорректное присоединение отдельных олигонуклеотидов в целевую последовательность, в результате чего формируются неспецифические побочные продукты и падает выход целевых последовательностей, что иногда делает невозможным саму сборку, трансляцию в белки и дальнейшую работу таких искусственных генетических конструкций. В нашей работе мы, используя технологию выравнивания генетических последовательностей, находим такие нецелевые результаты синтеза непосредственно in silico (до синтеза реальных конструкций), что позволяет изменить параметры разбивки последовательности на олигонуклеотиды таким образом, чтобы максимизировать выход целевой последовательности и уменьшить возможность формирования побочных нецелевых продуктов. Ключевые слова: cборка ДНК, флуоресцентные белки, искусственные генетические конструкции, олигонуклеотиды, гель-электрофорез, моделирование, выравнивание последовательностей ДНК. DOI: 10.21883/0000000000
  1. S. Kosuri, G. Church. Nat Methods 11, 499507 (2014). DOI: 10.1038/nmeth.2918
  2. E. Nguyen, M. Poli, M.G. Durrant, B. Kang, D. Katrekar, D.B. Li, L.J. Bartie, A.W. Thomas, S.H. King, G. Brixi, J. Sullivan, M.Y. Ng, A. Lewis, A. Lou, S. Ermon, S.A. Baccus, T. Hernandez-Boussard, C. Re, P.D. Hsu, B.L. Hie. Science, 386 (67230), eado9336 (2024). DOI: 10.1126/science.ado9336
  3. Qiaowen Chen, Yichu Xu, Jhen-Wei Wu, Jr-Ming Yang, Chuan-Hsiang Huang. Biosensors, 15 (9), 614 (2025). DOI: 10.3390/bios15090614
  4. L. Oldach, J. Zhang. Chemistry \& Biology, 21 (2), 186-197 (2014). DOI: 10.1016/j.chembiol.2013.12.012
  5. S. Lalonde, D.W. Ehrhardt, W.B. Frommer. Current Opinion in Plant Biology, 8 (6), 574-581 (2005). DOI: 10.1016/j.pbi.2005.09.015
  6. O. Griesbeck. Current Opinion in Neurobiology, 14 (5), 636-641 (2004). DOI: 10.1016/j.conb.2004.08.002
  7. B.L. Ross, B. Tenner, M. L. Markwardt, A. Zviman, G. Shi, J.P. Kerr, N.E. Snell, J.J. McFarland, J.R. Mauban, C.W. Ward, M.A. Rizzo, J. Zhang. eLife, 7, e35458 (2018). DOI: 10.7554/eLife.35458
  8. A. Miyawaki. Developmental Cell, 4 (3), 295-305 (2003). DOI: 10.1016/S1534-5807(03)00060-1
  9. G. Rong, S.R. Corrie, H.A. Clark. ACS Sensors, 2 (3), 327-338 (2017). DOI: 10.1021/acssensors.6b00834
  10. M.T.A. Nguyen, M.V. Gobry, N.S. Vallina, G. Pothoulakis, E.S. Andersen. ACS Synthetic Biology, 13 (3), 963-968 (2024). DOI: 10.1021/acssynbio.3c00665
  11. R.A. Hughes, A.E. Miklos, A.D. Ellingto. Methods in Enzymology, ed. by C. Voigt (Academic Press, 498, 2011), ch. 12, p. 277-309. DOI: 10.1016/B978-0-12-385120-8.00012-7
  12. D. Bang, G. Church. Nat. Methods, 5, 37-39 (2008). DOI: 10.1038/nmeth1136
  13. S.L. Beaucage, M.H. Caruthers. Curr. Protoc. Nucleic Acid Chem., 2001. DOI: 0.1002/0471142700.nc0303s00
  14. A. Andrus, R.G. Kuimelis. 1 (1), (2000). DOI: 10.1002/0471142700.nc1007s01
  15. P.J.A. Cock, T. Antao, J.T. Chang, B.A. Chapman, C.J. Cox, A. Dalke, I. Friedberg, T. Hamelryck, F. Kauff, B. Wilczynski, M.J.L. de Hoon. Bioinformatics, 25 (11), 14221423 (2009). DOI: 10.1093/bioinformatics/btp163
  16. J. SantaLucia, D. Hicks. Ann. Rev. Biophysics, 33, 415-440 (2004). DOI: 10.1146/annurev.biophys.32.110601.141800
  17. I.A. Garanina, G.Y. Fisunov, V.M. Govorun. Front. Microbiol., 9, 2827 (2018) DOI: 10.3389/fmicb.2018.02827
  18. T.A. Semashko, G.Y. Fisunov, G.Y. Shevelev, V.M. Govorun. BMC Bioinformatics, 26, 27 (2025). DOI: 10.1186/s12859-025-06049-9
  19. R. Kalendar. PCR Primer Design (Humana Press, 2021), p. 223-243. DOI: 10.1007/978-1-0716-1799-1_16

Подсчитывается количество просмотров абстрактов ("html" на диаграммах) и полных версий статей ("pdf"). Просмотры с одинаковых IP-адресов засчитываются, если происходят с интервалом не менее 2-х часов.

Дата начала обработки статистических данных - 27 января 2016 г.