Дезоксирибозимные сенсоры основаны на формировании дезоксирибозимного кора - участка ДНК, обладающего энзиматической активностью, то есть он способен разрезать РНК (статья 1). Половины такого кора формируются только при наличии в растворе обеих его половин и фрагмента нуклеиновой кислоты интереса и способны продуцировать флуоресцентный или другой вид сигнала. Сенсоры с G-квадруплексом несут в себе половины G-квадруплекса, особого фрагмента ДНК, который имеет сложную вторичную структуру. Некоторые вещества, связываясь с этим комплексом, обнаруживают новые свойства - энзиматические для трансформации хромогенного субстрата или начинают излучать флуоресценцию (статья 2).
Среди прикладных проектов есть три основных:
1) проект мультиплексного определения патогенов центральной нервной системы или нижних дыхательных путей сенсорами G-квадруплексного типа с предварительной изотермической амплификацией в условиях прибора закрытого типа (статья 3),
2) проект безамплификационной детекции коронавируса дезоксирибозимными сенсорами (статья 4),
3) проект детекции однонуклеотидных полиморфизмов, ассоциированных с антибиотикорезистентностью и источником распространения Mycobacterium tuberculosis, с помощью дезоксирибозимных сенсоров.
Все эти проекты направлены на создание продуктов, которые в дальнейшем будут представлены на рынке.
В то же время в лаборатории ведутся фундаментальные разработки, направленные на исследование новых методов визуализации (используя красители, наноматериалы и т. д.), методы увеличения чувствительности ДНК-наносенсоров и методы использования ДНК-наносенсоров на различных носителях.
1 — Mokany, E., Bone, S. M., Young, P. E., Doan, T. B., & Todd, A. V. (2010). MNAzymes, a Versatile New Class of Nucleic Acid Enzymes That Can Function as Biosensors and Molecular Switches. Journal of the American Chemical Society, 132(3), 1051–1059. doi:10.1021/ja9076777.
2 — Kolpashchikov, D. M. (2008). Split DNA Enzyme for Visual Single Nucleotide Polymorphism Typing. Journal of the American Chemical Society, 130(10), 2934–2935. doi:10.1021/ja711192e.
3 - Gorbenko, D. A., Shkodenko, L., Rubel, M. S., Slita, A., Nikitina, E. V., Martens, E. A., & Kolpashchikov, D. M. (2022). DNA nano-machine for visual detection of structured RNA and double-stranded DNA. Chemical Communications. DOI: 10.1039/D2CC00325B
4 - El-Deeb , A; Zablotskaya, S.; Rubel, M.; Nour , Mo.; Kozlovskaya, L.; Shtro, A.; Komissarov, A.& Kolpashchikov, D. (2022) Towards home test for COVID 19 diagnosis: DNA machine for amplification-free SARS-CoV-2 detection in clinical samples. In print