Молекулярные биологи НИИ медицинских проблем Севера СО РАН приняли участие в работе научно-практической школы по цифровой ПЦР: «dPCR — возможности и подходы». Генетическое оборудование, приобретенное в рамках развития приборной базы Центра коллективного пользования КНЦ СО РАН, открывает для ученых центра и Красноярска новые возможности.

В Новосибирске на базе Института химической биологии и фундаментальной медицины СО РАН прошла научно-практическая школа по цифровой ПЦР: «dPCR — возможности и подходы». Цифровая ПЦР (dPCR) считается третьим поколением полимеразной цепной реакции (ПЦР). Сегодня это самая передовая технология ПЦР, разработанная для специфического обнаружения и абсолютного количественного определения нуклеиновых кислот. Поэтому научно-практический семинар заинтересовал молекулярных биологов, биохимиков, медицинских генетиков, вирусологов и ученых-аграриев Сибирского региона (Новосибирск, Томск, Красноярск). Активное участие в работе школы приняли и наши молекулярные биологи – сотрудники группы молекулярно-генетических исследований НИИ медицинских проблем Севера ФИЦ КНЦ СО РАН.

Однодневный обучающий курс состоял из теории и практики. В рамках школы был проведен эксперимент на приборе для dPCR «QIAcuity One» и обработаны полученные данные. Затем специалист в области цифровой ПЦР подробно объяснил, как интерпретировать получаемые результаты. Далее о собственном опыте работы на таком приборе рассказали ученые ИХБФМ.

В чем ценность семинара для ученых рассказала Елена Савчик — руководитель направления генетического анализа российской компании Аламед, официального дистрибьютора ультрасовременного научного оборудования: «Когда речь идет о поставке высокотехнологичного оборудования, стандартной процедурой является приезд в лабораторию пользователя специалиста производителя или нашей компании, который инсталлирует прибор и обучает персонал работе с ним. Обычно это проходит в формате тренинга для двух-трех человек лаборатории. Специалист поддержки объясняет, как пользоваться программным обеспечением, вместе с учеными делает тестовую постановку эксперимента.

Сегодня в Новосибирске проводится школа-семинар общего характера. Мы сделали упор на информирование о том, что такое цифровая ПЦР, почему она сейчас так востребована, ее возможности, преимущества и основные отличия от ПЦР в режиме реального времени. Работа с наукоемким оборудованием порой пугает людей, особенно неопытных пользователей, им кажется, что это очень сложно, дорого и у них недостаточно компетенций. На школе мы показываем, что это не так — все довольно просто. А если ученый имел опыт работы с ПЦР в режиме реального времени, то ему потребуются минимальные усилия, чтобы оптимизировать рабочий процесс. Основная задача нашей школы – популяризация методики и демонстрация возможностей цифровой ПЦР.

В Москве на базе Курчатовского института наша компания проводит такие школы регулярно, каждый месяц. В Новосибирске подобное мероприятие по цифровой ПЦР мы организуем впервые. В будущем планируем запустить их в Новосибирске также на регулярной основе. Формат семинара позволяет познакомиться большему числу специалистов с методикой и прибором».

dPCR (цПЦР) — это метод абсолютной количественной оценки искомых копий генетических материалов в образце. Приведем несколько примеров использования этой технологии учеными Новосибирска. Метод цифровой ПЦР используют для оцифровки стандартов при разработке диагностических систем, когда необходимо оценить чувствительность системы или нужен стандарт с известным количеством копий. После анализ можно проводить с помощью стандартной ПЦР-РВ, но изначально необходимо оцифровать исходный стандарт. Эту технологию уже применяли для изучения инфекции COVID-19, чтобы оценить количество копий вируса и стандарт чувствительности. Ее можно использовать и для исследования любых заболеваний или разработки каких-либо систем. С помощью цПЦР можно определить титр вирусных препаратов в работе с лентивирусными конструкциями, оценить копийность генов или возможность встройки в геном в процессе геномного редактирования. Также используется для подтверждения результатов, полученных секвенированием следующего поколения (NGS), с целью валидации новых вариантов. То есть эту технологию, кроме ученых, могут использовать фармацевтические компании и диагностические центры.

В России таких приборов всего несколько десятков. Единственная в Красноярске установка для проведения цифровой ПРЦ в 2021 году приобретена Красноярским региональным центром коллективного пользования ФИЦ КНЦ СО РАН и находится на базе НИИ медицинских проблем Севера. Сотрудники группы молекулярно-генетических исследований НИИ МПС под руководством ведущего научного сотрудника, кандидата биологических наук Марины Смольниковой прошли обучение и готовы делиться полученными знаниями с коллегами, а также проводить совместные исследования.

Об участии в семинаре рассказывает Марина Смольникова: «Школа проводилась одной из ведущих компаний по поставке оборудования в России, и была проведена на очень высоком уровне. Сюда приехали больше 40 высококлассных специалистов Сибири. Это говорит о том, что методика очень востребованная и современная, требующая особого внимания в связи с ее высокой чувствительностью и уникальностью. Немаловажно, что вели школу специалисты, которые в Новосибирске уже активно используют в своей работе этот прибор и методику. Это было особо ценно для нас, т.к. мы получили информацию из первых рук о том, какие возможности дает технология. Коллеги поделились своим опытом, мы смогли задать им вопросы, обменяться контактами, чтобы общаться с опытными пользователями, это имеет большое значение при работе с новым прибором.

Много лет наш коллектив работает с молекулярно-генетическими методиками, начиная от классической ПЦР с детекцией продуктов амплификации с помощью электрофореза. Нами активно используется прибор Real-time PCR (кстати, того же производителя, что и цифровой прибор) для детекции точечных мутаций. Сейчас мы осваиваем работу на «QIAcuity One», к примеру, планируем детектировать бактериальные агенты в биологическом материале. Цифровая ПЦР демонстрирует беспрецедентные точность и чувствительность, мы это сегодня увидели в эксперименте. Использоваться технология может широко во многих научных направлениях. Матрицей для исследования являются нуклеиновые кислоты, а их содержат все живые организмы, в том числе бактерии, вирусы.

В ФИЦ КНЦ СО РАН ряд институтов занимаются изучением различных организмов, и хотелось бы, чтобы ученые обратили внимание на наличие прибора. На базе СФУ, КрасГМУ, КрасГАУ есть научные лаборатории, которым близки и интересны подобные исследования. Наша приборная база представлена широким спектром современного оборудования (можно посмотреть на нашей странице и также в разделе КРЦКП). Мы всегда открыты к сотрудничеству. Такое уникальное оборудование может быть полезным нашим коллегам из других институтов».