Аннотация:Дезоксирибонуклеиновая кислота (ДНК) – известный биомаркер бактериального или вирусного заражения. Современные способы амплификации, такие как полимеразная цепная реакция (ПЦР) и изотермические методы, обеспечивают высокочувствительное и селективное обнаружение ДНК на уровне одной молекулы в образце. В свою очередь продукты амплификации – ДНК-ампликоны – требуют определения концентрации каким-либо физико-химическим методом. С целью разработки новых способов анализа in situ перспективно соединение биохимических способов амплификации ДНК с методами электрохимической регистрации образующихся ампликонов путем введения в ферментативную реакцию электроактивных «меченых» нуклеотидов [1]. Необходимость введения «меток» обусловлена недостаточной собственной электроактивностью двунитевой ДНК (днДНК) [2], структуру которой имеют большинство продуктов амплификации.В данной работе была изучена палитра коммерчески доступных флуоресцентных «меченых» 2'-дезоксиуридин-5'-трифосфатов (дУТФ), содержащих молекулы родамина, флуоресцеина или красителя Cy5. Модифицированные дУТФ были проверены в качестве электроактивных «меток» и в роли субстратов ферментов, используемых в ПЦР и изотермической амплификации. Методами вольтамперометрии на печатных графитовых электродах были изучены реакции окисления и восстановления всех свободных «меток» и «меченых» ими дУТФ. Проведено сравнение характеристик полученных электрохимических сигналов. В отличие от родамина, для флуоресцеина и Cy5 показана возможность встраивания производных дУТФ в днДНК с высокой степенью замещения природных 2'-дезокситимидин-5'-трифосфатов в смеси (до 80 %). Наработанные «меченые» днДНК-ампликоны были определены в микромолярных концентрациях путем окисления или восстановления соответствующих «меток», в то время как сигналы немодифицированных днДНК в тех же условиях не наблюдались. Полученные результаты расширяют горизонты в области электрохимической и флуоресцентной детекции днДНК-ампликонов для решения различных задач.Литература:[1] M. Hocek, M. Fojta, Nucleobase modification as redox DNA labelling for electrochemical detection, Chem. Soc. Rev. 40 (2011) 5802.[2] E.V. Suprun, G.R. Kutdusova, S.A. Khmeleva, S.P. Radko, Towards deeper understanding of DNA electrochemical oxidation on carbon electrodes, Electrochem. Commun. 124 (2021) 106947. Исследование выполнено за счет гранта Российского научного фонда № 19-14-00247, https://rscf.ru/project/19-14-00247/.
