Акридит: Модификация олигонуклеотидов и области применения.
Acrydite
Акридит – фосфорамидит для синтеза олигонуклеотидов с метакрильной группой. Применение: микромассивы, гидрогели, модификация ДНК. Химия Michael и полимеризация.
Сравнивайте с английским: нажмите на абзац — оригинал откроется в окне. Кнопка EN под абзацем показывает его прямо в тексте.
Содержание
Введение
Акридит – это фосфорамидит, позволяющий синтезировать олигонуклеотиды с метакрильной группой на 5'-конце (реже – на 3'-конце или внутри цепи). Олигонуклеотиды, содержащие акрильную группу, были протестированы, однако акрильная группа нестабильна при хранении. Олигонуклеотиды, модифицированные акридитом, могут реагировать с нуклеофилами, такими как тиолы (по механизму реакции Михаэля), что лежит в основе технологии ez-лучей, использовавшейся для создания микромассивов. Более того, олигонуклеотиды, модифицированные акридитом, могут быть включены в гидрогели, такие как полиакриламид, в стехиометрических количествах, используя стандартную химию полимеризации свободных радикалов, где двойная связь в группе акридита реагирует с другими соединениями, содержащими активированные двойные связи, например, с акриламидом.
Acrydite is a phosphoramidite that allows the synthesis of oligonucleotides with a methacryl group at the 5' end (less commonly 3' or internal). Acryl oligonucleotides have been tested, but the acrylyl group is not stable to storage. Acrydite modified oligonucleotides can react with nucleophiles such as thiols (Michael addition chemistry), this forms the basis of the ez rays chemistry which was used for microarrays. More importantly, Acrydite modified oligonucleotides can be incorporated, stoichiometrically, into hydrogels such as polyacrylamide, using standard free radical polymerization chemistry, where the double bond in the Acrydite group reacts with other activated double bond containing compounds such as acrylamide.
История
Идея ДНК, модифицированной акриламидом, была разработана Т. Кристианом Боулсом, работавшим в Mosaic Technologies, ныне несуществующей биотехнологической компании, расположенной в Уолтхеме, штат Массачусетс. Интеллектуальная собственность была лицензирована, вместе с технологией микромассивов ("ez rays"), компании Matrix Technologies из Хадсона, штат Нью-Гэмпшир, которая в настоящее время является частью Thermo Scientific. Олигонуклеотиды, модифицированные акридитом, можно приобрести у таких поставщиков, как Integrated DNA Technologies (IDT).
The idea of acrylamide modified DNA was developed by T. Christian Boles, while working at Mosaic Technologies, a now defunct biotechnology company located in Waltham, MA. The IP was licensed, along with a microarray technology ("ez rays") to Matrix Technologies, of Hudson, NH, which is now part of Thermo Scientific. Acrydite modified oligonucleotides can be obtained from vendors such as Integrated DNA Technologies (IDT).
Гибригель
Первое применение акридита было в технологии, называемой Hybrigel. В Hybrigel олигонуклеотиды, модифицированные акридитом, включаются в стандартную полиакриламидную гелевую систему; когда комплементарная одноцепочечная нуклеиновая кислота проходит мимо иммобилизованных олигонуклеотидов акридита, комплементарная ДНК захватывается. Технология, подобная Hybrigel, широко используется как система очистки ДНК, например, в технологии секвенирования ДНК, разработанной в Беркли. Технология акридита также может быть использована для очистки ДНК, как в тесте на колоректальный рак Pregen, разработанном компанией Exact Sciences.
The first use of Acrydite was in a technology called Hybrigel. In Hybrigel, Acrydite modified oligos are incorporated into a standard polyacrylamide gel system; as complementary ss nucleic acid moves past the immobilized Acrydite oligos, the complementary DNA is captured. Hybrigel like technology is widely used as a DNA purification system, as in a DNA sequencing technology developed at Berkeley. Acrydite technology can also be used to purify DNA, as in the Pre gen colon cancer test developed by Exact Sciences.
Полоны
Митра и Черч из Гарвардской медицинской школы разработали новую технологию секвенирования ДНК, основанную на зондах, модифицированных акридитом; эта технология используется компанией Agencourt.
Mitra and Church at Harvard Medical School developed a novel DNA sequencing technology based on Acrydite modified probes; this technology is used by Agencourt.
Акридит и ПЦР
Удивительно, но группа Acrydite переживает ПЦР, поэтому модифицированные Acrydite ПЦР-продукты можно приготовить и использовать как олигонуклеотиды. Однако, как и в случае с полимерами, длина которых превышает длину персистентности, конъюгация модифицированных Acrydite ПЦР-продуктов неэффективна, поскольку концы молекул недостаточно доступны.
Surprisingly, the Acrydite group survives PCR, so Acrydite modified PCR products can be prepared and used as oligos. However, as is common with polymers that are longer than the persistence length, the coupling of Acrydite modified PCR products is inefficient, as the ends of the molecules are not accessible.
Полимеры с молекулярным отпечатком, функционализованные акридитом и аптамером
Модифицированные акридитом аптамеры (а также аптамеры, содержащие внутренние модификации акриламидом) использовались для создания AptaMIP – молекулярно-отпечатанных полимеров, в которых полимеризуемые аптамеры выступают в качестве мономеров для формирования отпечатка. AptaMIP демонстрируют улучшенные свойства связывания с целевым веществом по сравнению с традиционными молекулярно-отпечатанными полимерами.
Acrydite modified aptamers (and also aptamers containing internal acrylamide modifications) have been used to make AptaMIPs, molecularly imprinted polymers that use polymerizable aptamers as monomers for the imprinting. AptaMIPs show enhanced target binding properties relative to traditional MIPs.
Акридит и вычислительная система ДНК
Эксперименты, проведенные Брайхом и др. при решении задачи выполнимости, показали, что Acrydite можно использовать в ДНК-вычислениях для реализации операции извлечения. Ранее для этой цели использовалась система магнитных шариков биотин-авидин.
Experiments by Braich et al. solving the Satisfiability Problem have demonstrated that Acrydite can be used in DNA computing to implement the extraction operation. Previously, a biotin–avidin magnetic bead system was used for this purpose.