Китайская теорема позволила изобрести ДНК-судоку

Ученые из лаборатории Колд Спринг Харбор разработали метод, который позволяет одновременно определять последовательность большого числа образцов ДНК. Новая технология описана в пресс-релизе лаборатории. Статья авторов была вынесена на обложку журнала Genome Research.
Задачи современных молекулярной биологии и медицины требуют быстрого определения последовательности ДНК в огромном количестве образцов (подробнее об этом процессе можно прочитать здесь). В последние годы разработанные для этой цели приборы (их называют секвенаторы) "научились" одновременно определять последовательность ДНК, взятой, например, от нескольких пациентов. Чтобы различать индивидуальные образцы, перед тем, как определять их последовательность с помощью секвенатора, ученые прикрепляют к ним короткие нуклеотидные "хвостики". Для каждого индивидуального образца он свой. Анализируя результаты секвенирования, ученые узнают последовательности каждого пациента именно по этим "хвостикам".

Описанная технология позволяет работать одновременно с десятком образцов. Учитывая темпы развития науки и сложность проводимых исследований, это очень немного. По словам ученых из Колд Спринг Харбор, разработанный ими метод позволит одновременно работать с сотнями тысяч последовательностей ДНК. Метод основан на китайской теореме об остатках и получил название ДНК-судоку.

Вместо того, чтобы цеплять "хвостики" к индивидуальным последовательностям, авторы предлагают сначала разделить все имеющиеся образцы на несколько групп по определенной схеме. Все последовательности, принадлежащие, например, группе А, маркируются "хвостиком" а, группе В - "хвостиком" b и так далее. В секвенатор помещаются образцы из всех групп. Получив результат секвенирования, ученые, используя теорему об остатках и "хвостики", могут однозначно определить индивидуальные образцы в каждой группе. Исследователи как бы "заполняют" клеточки головоломки судоку (группы) цифрами (индивидуальные образцы).

Пока метод лучше всего работает для не очень длинных последовательностей ДНК. С его помощью можно, например, определять, есть ли у пациента определенная мутация. В перспективе ученые планируют применять свою технологию для одновременного определения последовательности длинных участков генома.