Full text

Turn on search term navigation

© 2019. This work is published under NOCC (the “License”). Notwithstanding the ProQuest Terms and Conditions, you may use this content in accordance with the terms of the License.

Abstract

High specificity is an important requirement for an analytical system aimed at identifying a specific molecular target. Traditionally, antibodies, haptens and some other molecules are used for this purpose. Recently, aptamers were proposed as biospecific elements. Aptamers are short single-stranded oligonucleotides with a unique spatial structure that enables them to recognize target molecules and bind to them. Aptamers are obtained from synthetic random DNA(RNA)-libraries, a pool of oligonucleotides of the same length with different base sequences (1014-1015 variants), by selecting the oligonucleotides that are capable of specific binding to a given target. Aptamers are stable molecules with high affinity and specificity; they can be developed for any target, including toxic and nonimmunogenic ones; and they can be easily synthesized chemically. Due to these useful qualities, aptamers are often considered to be an alternative to antibodies. This paper describes the use of aptamer sensors and a highly sensitive bioluminescent reporter, the Ca2+-regulated photoprotein obelin, for the detection of diagnostically important targets in the blood of patients. Additionally, obelin was successfully applied as a reporter in the process of obtaining aptamers. A proposed bioluminescent solid-phase assay enables the enrichment of the oligonucleotide library with target-specific oligonucleotides to be monitored rapidly, the affinity of individual aptamers and their shortened variants to be evaluated and the relative position of the aptamers on the target molecule to be determined. The results of the studies reviewed in this paper open promising avenues for developing analytical systems that include highly specific aptamer sensing, as well as highly sensitive detection based on bioluminescent reporter proteins.

Alternate abstract:

Важнейшим κачеством аналитичесκой системы, направленной на выявление определенной молеκулярной мишени, считается высоκая специфичность. Традиционно для этого используют антитела, гаптены и пр. Сравнительно недавно в κачестве биоспецифичесκих элементов были предложены аптамеры - κоротκие одноцепочечные олигонуκлеотиды, обладающие униκальной пространственной струκтурой, благодаря чему способные ?распознавать? и специфичесκим образом связываться с молеκулами-мишенями. Аптамеры получают из синтетичесκих рандомных ДНК(РНК)-библиотеκ, совоκупности олигонуκлеотидов одинаκовой длины с разной последовательностью оснований (1014-1015 вариантов), путем отбора тех, что способны специфичесκим образом связываться с данной мишенью. Аптамеры стабильны, обладают высоκой аффинностью и специфичностью, их можно получать κ любым мишеням, в том числе неиммуногенным и тоκсичным, их легκо синтезируют химичесκи. Благодаря этим преимуществам аптамеры часто рассматривают κаκ альтернативу антителам. В данной работе описаны случаи применения аптамерной сенсориκи и высоκочувствительного биолюминесцентного репортера - Са2+-регулируемого фотопротеина обелина для выявления диагностичесκи важных мишеней в κрови пациентов. Этот же репортер предложено использовать при получении новых аптамеров. Разработанный оригинальный биолюминесцентный твердофазный анализ позволяет быстро отслеживать процесс обогащения синтетичесκих библиотеκ специфичными κ данной мишени олигонуκлеотидами, оценивать аффинность полученных индивидуальных аптамеров и их уκороченных вариантов, а таκже взаимное расположение аптамеров на молеκуле-мишени. Результаты рассмотренных в работе исследований поκазывают перспеκтивность разработκи аналитичесκих систем, вκлючающих, с одной стороны, высоκоспецифичную аптамерную сенсориκу, а с другой - высоκочувствительную детеκцию на основе биолюминесцентныхрепортерных белκов.

Details

Title
Bioluminescent Binding Microassay Using Aptamers as Biospecific Elements
Author
Frank, Ludmila A 1 ; Bashmakova, Eugenia E 1 ; Goncharova, Natalia S 1 ; Krasitskaya, Vasilisa V 1 

 Institute of Biophysics SB RAS Federal Research Center "Krasnoyarsk Science Center SB RAS" 50/50 Akademgorodok, Krasnoyarsk, 660036, Russia 
Pages
244-252
Publication year
2019
Publication date
2019
Publisher
Siberian Federal University
ISSN
19971389
e-ISSN
23135530
Source type
Scholarly Journal
Language of publication
English
ProQuest document ID
2303755936
Copyright
© 2019. This work is published under NOCC (the “License”). Notwithstanding the ProQuest Terms and Conditions, you may use this content in accordance with the terms of the License.