DNA replikatsioon ja genoomi stabiilsuse labor

Rakendame füüsika ja inseneeria saavutusi ja meetodeid praktilise raadiospektroskoopia arendamiseks. Metaboliitide abil uurime diabeeti ja kardiovaskulaarsed hälbed, arendame universaalset tehistarka diagnostikat Alzheimeri ja Parkinsoni tõve varajaseks tuvastamiseks ning kemoteraapia monitooringuks. Uus riistvara, mis baseerub mehhaanilisel rotatsioonil kuni 15 miljonit pööret minutis, objekti mitmeteljelisel pöörlemisel, samuti elektronspinni tugeva polaristastiooni ja 1.2 GHz NMR magnetite kasutamisel, peaks tagama piisava lahutuse ja tundlikkuse et TMR oleks praktiliselt rakendatav laialdaselt biomeditsiinis, elektrokeemias ja materjaliteaduses.

DNA replikatsioon on vähiteraapiate üks peamisi sihtmärke, kuna vähirakud paljunevad tavarakkudest kiiremini ja on üldiselt altimad replikatsioonilisele stressile. Suurem osa praegustest teadmistest DNA replikatsiooni initsiatsiooni kohta pärineb mudelorganismidest, näiteks pärmist, kuid nende teadmiste kohaldatavus inimsüsteemile on piiratud. Selleks, et kasutada eksperimentaalseid leide vähiteraapias, on oluline uurida replikatsiooni initsiatsiooni inimrakkudes. Käesoleva projekti peamisteks eesmärkideks on tuvastada uued tegurid inimese replikatsiooni initsiatsiooni erinevates etappides ning iseloomustada DNA polümeraas epsiloni mittekatalüütilist rolli ja Timeless valgu olulisust replisoomi assambleerumisel.

Projektis arendati välja COVID-19 diagnostilise kiirtesti prototüüp, mis põhineb radikaalselt teistsugusel meetodil võrreldes praegu laialt kasutatavate külgvoolutestidega. Nimelt, on tegemist elektrokeemilse sensoriga, kus tundliku elemendina on polümeerne sünteetiline retseptor ja analüütiline signaal genereeritakse elektrokeemilise redoksreaktsiooni tulemusena (Joonis 1). Polümeerse sünteetilise retseptori valmistasime molekulaarse jäljendamise tehnoloogia abil. Sihtanalüüdina kasutasime kahte SARS-CoV-2 antigeeni: nukleokapsiidi valku (N-valk) ja ogavalku (S-valk). Valmistasime N- ja S-valgu suhtes selektiivseid sünteetiliseid retseptoreid otse elektrokeemiliste andurite pinnale, milliseid ühendati kaasaskantava potentsiostaadiga signaali mõõtmiseks. Näitasime, et loodud sensor oli võimeline tuvastama SARS-CoV-2 antigeeni patsiendi ninaneelu proovides ca 15 min. Ilmnesid sensori selged eelised võrreldes külgvoolutestidega: sünteetilise retseptori kasutamine sensori tundliku elemendina on stabiilsem ja odavam võrreldes bioloogiliste retseptoritega; kuni 100 korda madalam avastamispiir, mis võimaldab juba varajases staadiumis nakatumist diagnoosida; antigeeni kontsentratsiooni määramise võimalus, mis võimaldab hinnata viiruskoormust. Seega on arendatud sensoril väga hea innovaatiline potentsiaal edasiseks arendamiseks, et COVID-19 diagnostilise kiirtesti reaalsesse kasutusele viia. Seda saaks kasutada esmatasandi testina meditsiiniasutustes, näiteks perearstikeskustes, erakorralises meditsiinis jm, mis vähendaks tervishoiusüsteemi koormust ning meditsiinipersonali kokkupuuteid võimaliku nakkusallikaga. Edasiarendamiseks on vaja kaasata lisarahastust. Kokkuvõtteks rõhutame, et antud projekti raames oleme saanud edukalt rakendada molekulaarse jäljendamise meetodit SARS-CoV-2 viiruse valkude selektiivseks tuvastamiseks, projekti tulemusena valminud artikkel oli esimene antud valdkonnas ja see on saanud juba alates esimesest ilmumise aastast märkimisväärselt palju tsiteeringuid.