Сборник содержит материалы научной мультиконференции «Биотех- нология медицине будущего»

Выявление онкомаркерных и органоспецифичных РНК
с использованием КНИ- биосенсора для диагностических целей
Порываева А.В.
1
, Дмитриенко Е.В.
1
,Семенов Д.В.
1
, Ломзов А.А.
1
, Купрюшкин М.С.
1
, 
Зайцева Э.Г.
2
, Иванощук Д.Е.
3
, Николаев К.Ю.
3
, Воевода М.И.
3
, Пышная И.А.
1
1
Институт химической биологии и фундаментальной медицины СО РАН,
Новосибирск, Россия 
2
Институт физики полупроводников им. А.В. Ржанова СО РАН, Новосибирск, Россия 
3
Федеральный исследовательский центр Институт цитологии и генетики СО РАН,
Новосибирск,Россия
Детекция и количественное определение РНК – важный и перспективный инстру- 
мент диагностики различных заболеваний. Стратегия использования диагностических 
маркеров на основе РНК является одной из самых успешных, так как именно данный класс 
соединений первыми попадают в кровь в ответ на возникновение отклонений и патологий.
Одним из лидирующих направлений диагностики на данный момент являются 
биосенсоры на основе КНИ-транзистора (Кремний На Изоляторе). Он представляет 
собой массив нанопроволок, длина которых от сотен до единиц нанометров, на подложке 
из оксида кремния. В основе принципа действия КНИ-биосенсора лежит модуляция 
проводимости в ответ на изменение окружения проволоки, а именно общего заряда
и его экранирования. Чувствительность биосенсоров на основе полевых транзисторов 
достигает уровня 10
-18
М [1]. Для обеспечения эффективности и чувствительности 
работы биосенсора с этой точки зрения перспективны незаряженные аналоги нуклеи-
новых кислот – фосфорилгуанидиновые олигонуклеотиды [2]. 
В рамках данной работы исследуется выявление с помощью КНИ-биосенсора 
фрагментов мРНК, ассоциированных с немелкоклеточным раком легкого, и мРНК 
белка тропонина, который выбрасывается в кровь в случае разрыва сердечной мышцы.
Сконструированы модельные системы, состоящие из пула нативных и модифи-
цированных олигонуклеотидных зондов, комплементарных различным участкам, 
соответствующих маркерных РНК, а также модельных фрагментов РНК, несущих 
флуоресцентную метку. Исследованы физико-химические свойства полученных олиго-
нуклеотидов и определены параметры формирования гибридизационных комплексов. 
Осуществлен поиск и оптимизация состояния поверхности для выявления РНК-мар-
керов. Разработаны протоколы иммобилизации зондов и гетерофазного выявления 
модельных матриц (индивидуальных и в составе смесей), ассоциированных с развитием 
заболеваний человека. С использованием КНИ-биосенсора продемонстрирована 
возможность выявления РНК-маркеров с чувствительностью до 10
-15
М.
1. Campos R., Borme J., Guerreiro J.F., Machado G. Attomolar label-free detection of DNA 
hybridization with electrolyte-gated graphene field-effect transistors //ACS sensors. – 2019.
2. Stetsenko D.A., Kupryushkin M.S., pyshnyi D.V. Мodified oligonucleotides and methods 
for their synthesis // WO2016028187A1. priority from 22.06.2014.
Работа выполнена в рамках государственного задания 0309-2016-0004 и при поддержке 
проекта № 0309-2018-0017.

---

Всероссийская мультиконференция с международным участием «Биотехнология – медицине будущего»
29 июня - 2 июля 2019 г., г. Новосибирск, Россия
205