Коллектив учёных из Москвы, Санкт-Петербурга, Екатеринбурга и Челябинска при поддержке Российского научного фонда (грант № 23–13–00318) разработал новую серию флуоресцентных зондов ДНК на основе пиридоиндолов. .
ЮУрГУ в авторском коллективе представила кандидат химических наук, доцент кафедры Теоретической и прикладной химии Анастасия Рыбакова.
Зонд в отношении ДНК – это метка-молекула, который можно внедрить в цепочку ДНК для того, чтобы потом не потерять, идентифицировать этот участок, отслеживать его эволюцию. Зонды бывают разные – на основе изотопов, хромофоров (с флуоресцентными свойствами) и т.д.
В нашем случае внедряемые метки-зонды флуоресцентны, их можно определять по свечению в определённом спектре.
В основе новых зондов лежит класс веществ пиридоиндолы (они же карболины). Такие соединения давно известны химикам, в том числе благодаря их антимикробному, антигрибковому и противоопухолевому действию, а также люминесцентным свойствам, особенно важным для задачи, решаемой в данном исследовании. Известно, например, что их использовали в качестве материалов для органических светодиодов.
До сих пор в качестве зондов ДНК пиридоиндолы рассматривались редко, велись ограниченные обсуждения, но авторам удалось разработать новый эффективный подход к этим структурам с использованием ?1,2,4-триазиновой? методологии. Триазины – это шестичленные ароматические циклы, содержащие три атома азота. Из таких ?кирпичиков? и собирались будущие ДНК-зонды.
?Всё дело в пространственной структуре пиридоиндолов, – объяснила доцент ЮУрГУ Анастасия Рыбакова. – Помимо люминесцесцентных свойств, их структура позволяет легко встраиваться в нужном месте в цепочку ДНК, с другой структурные особенности способствуют процессам ?двойного внутримолекулярного переноса протона в возбуждённом состоянии (ESIDPT)? и фототаутомеризации (реакции молекулы на свет)?.
Коллектив учёных подробно изучил характеристики зондов – в какой области спектра происходит излучение, сколько оно длится по времени, как происходит затухание флуоресценции.
У некоторых зондов был выявлен сольватохромный эффект – то есть изменение спектра излучения при растворении зонда в различных растворителях. Это очень важно, например, для медицинских применений – метка доставляется в определённое место именно в растворенном состоянии.
Также проведенные эксперименты показали возможности связывания с ДНК тимуса (зобной железы) телёнка.
Полученные данные безусловно имеют большой потенциал для применения на практике в биоинженерии, в медицине и ветеринарии.