Ученые Южного федерального университета (ЮФУ) нашли способ выделения чистой ДНК. Коллектив научной лаборатории "Идентификация объектов биологического происхождения" Академии биологии и биотехнологии им. Д.И. Ивановского ЮФУ под руководством Игоря Корниенко активно развивает криминалистику. Ученые специализируются на работе с древними и уникальными объектами: останками древних людей и остатками мамонтов, биоматериалом краснокнижных растений и животных.
В ЮФУ отметили, что кости и другие биоматериалы могут находиться на разных уровнях почв: как на ближайших к поверхности (А пахотный горизонт), так и на более глубоких. Извлекаемые из почв биологические образцы несут на себе частицы почвы, например, гуминовые кислоты и фульвокислоты. По словам ученых, для работы с такого рода препаратами ДНК (имеющими характерный коричневый цвет разной степени насыщенности) в первую очередь необходимо применение оценки степени ингибирования (процесс, когда одно вещество или действие замедляет или останавливает другое вещество или процесс) генетического материала. Однако если гуминовые кислоты не вызывают больших затруднений, то избавиться от фульвокислот без разбавления препарата сложно и практически невозможно.
"Фульвокислоты (ФК) присутствуют во всех типах почв и, как следствие, в разных концентрациях находятся в препаратах ДНК, что мешает проведению успешных анализов. Так, пока ФК есть в растворе ДНК, первая стадия анализа - полимеразная цепная реакция (ПЦР) -затруднительна или не может быть проведена", - объяснила аспирантка Академии биологии и биотехнологии ЮФУ Ольга Арамова.
В недавнем исследовании специалисты изучили три горизонта наиболее распространенных типов почв на территории юга Российской Федерации: чернозем южный, чернозем обыкновенный карбонатный и каштановая почва. Оказалось, что наибольшие затруднения возникают при работе с препаратами ДНК, содержащими даже низкие концентрации фульвокислот чернозема южного. Этот тип почв является преобладающим на территории Ростовской области. Наименьшие - при работе с препаратами, загрязненными фульвокислотами каштановой почвы.
В университете отметили, что в качестве основного метода решения этой проблемы ученые всего мира используют разбавление препаратов ДНК, однако такой способ грозит потерями генетического материала, что может быть критично при работе с древней ДНК, которая является деградированной и имеет низкую концентрацию.
"В настоящее время на рынке представлены наборы преимущественно для очистки ДНК от гумусовых кислот (они наряду с фульвокислотами и гиматомелановыми кислотами входят в группу гумусовых кислот), однако они не являются водорастворимыми и отделить их проще, чем ФК. Мы же хотим сконцентрироваться именно на избавлении от группы гумусовых кислот, вызывающей наибольшие затруднения при экстракции ДНК - на ФК", - отметила магистрант Академии биологии и биотехнологии ЮФУ Валерия Флоринская.
По итогам работы, результаты которой опубликованы в первом номере журнале "Биотехнология", исследователи продемонстрировали, как в различных концентрациях фульвокислоты (ФК), извлеченные из разных типов почв юга России ингибируют реакцию ПЦР. В связи с этим было решено начать разработку способа избавления препаратов ДНК от ФК, основанного на физических свойствах фульвокислот. Уже сейчас ученые занимаются разработкой дополнительных способов по уменьшению действия фульвокислот на ПЦР и способа оценки степени ингибирования ПЦР. По их словам, новые способыдля оценки степени ингибирования ПЦР и очистки ДНК могут открыть путь к более точным исследованиям древних, криминалистических и сложных биологических образцов и помочь в понимании прошлого через современные генетические методы.