Портал функционирует при финансовой поддержке Министерства цифрового развития, связи и массовых коммуникаций.

Цифровой эталон для подсчёта ДНК

Анна Петренко, Кирилл Стасевич

Метр и килограмм — эти метрические единицы знают все. Их международные стандарты, на которые равняются при любых измерениях, начали разрабатывать вскоре после принятия в Париже 20 мая 1875 года международной Метрической конвенции. Для отслеживания стандартизации метрических единиц было учреждено Международное бюро мер и весов, которое работает под контролем Международного комитета мер и весов.

В обычной количественной ПЦР (кПЦР) измеряют, как меняется количество ДНК в целом образце в течение определённого времени (A). Поэтому такую ПЦР называют ещё ПЦР в реальном времени, или ПЦР-РВ (или rt-PCR, real time PCR). Уровень ДНК оценивают до того, как закончилась реакция, и оценивают несколько раз; чем больше ДНК было изначально, тем круче повышается её уровень. Крутизну изменений в количестве ДНК сравнивают с калибровочным образцом и тем самым делают вывод, сколько копий ДНК было в образце изначально. В цифровой ПЦР образец разбивают на тысячи капель объёмом порядка нанолитра и после этого в каждой капле запускают ПЦР (B). Реакцию доводят до конца, после чего смотрят, в каких каплях она прошла (положительные капли), а в каких — нет (отрицательные капли). Положительные и отрицательные капли можно уподобить нулям и единицам цифрового кода, поэтому ПЦР и называется цифровой (или капельно-цифровой — ddPCR, droplet digital PCR). Соотношение капель-«нулей» и капель-«единиц» анализируют с помощью распределения Пуассона, которое и даёт количество копий ДНК в исходном образце. Рисунок из статьи: Lodrini M., Sprussel A., Astrahantseff K. et al.//Oncotarget. 2017; 8:85234 – 85251/CC BY 3.0 (с изменениями).

После стандартизации метра и килограмма появились эталоны других величин, которые используются для описания окружающего мира. В 1927 году были созданы эталоны измерения электричества, в 1937-м — эталоны измерения в фотометрии и радиометрии, в 1960-м — ионизирующих излучений, в 1984-м — измерений с помощью лазеров, в 1988-м — времени, в 2000-м — химических величин.

Долгое время многие единицы измерения, используемые в биологии, не попадали в поле зрения Бюро. Однако начавшееся в 1980—1990-х годах взрывное развитие генной инженерии и методов генетического анализа показало, что без эталонов измерения различных биологических параметров дальше обходиться нельзя — например, стал крайне необходим эталон измерения количества нуклеиновых кислот. Поэтому в последней, девятой, Брошюре системы SI 2019 года есть пункт (2.3.5) «Единицы величин, описывающих биологические и физиологические явления»...




Портал журнала «Наука и жизнь» использует файлы cookie. Продолжая пользоваться порталом, вы соглашаетесь с хранением и использованием порталом и партнёрскими сайтами файлов cookie на вашем устройстве. Подробнее