The object of research, development or design (in Russian) : В 2021 г. объектами исследования являются одноцепочечные ДНК аптамеры, которые могут избирательно связываться с белком-мишенью - карциноэмбриональным антигеном (carcinoembryonic antigen, CEA).

The object of research, development or design (in Kazakh) : Карциноэмбрионды антигенмен (carcinoembryonic antigen, CEA) таңдап байланыса алатын бір тізбекті ДНҚ аптамерлері 2021 жылдың зерттеу нысандары болып табылады.

Aim of work (in Russian) : В 2021 г. целью нашего проекта являлось характеризация последовательностей ДНК аптамеров против биомаркера СЕА с использованием методов аптамерный анализ сэндвич-энзим-связанного олигонуклеотида (ELONA), поверхностного плазмонного резонанса и разработка метода на основе электрохимического импеданс сенсора со встроенным электродом (interdigitated electrode, (IDE)) для быстрого обнаружения биомаркера рака с помощью иммобилизации ДНК аптамера на поверхности IDE.

Aim of work (in Kazakh) : 2021 жылы біздің жобаның мақсаты CEA биомаркеріне қарсы аптамерлердің ДНҚ тізбегін аптамерге негізделген сэндвич-ферментпен байланысты олигонуклеотидті талдау (ELONA) және беттік плазмоникалық резонанс (SPR) арқылы сипаттау. Сондай-ақ қатерлі ісіктің биомаркерін тез анықтауға арналған аралық электродпен (interdigitated electrode, (IDE)) біріктірілген электрохимиялық импеданс сенсорында негізделген әдісті дамыту.

Методы исследования (на русском) : Аптамерный анализ сэндвич-энзим-связанного олигонуклеотида (enzyme-linked oligonucleotide assay, ELONA), поверхностного плазмонный резонанс (surface plasmon resonance, SPR), электрохимическая импедансная спектроскопия (electrochemical impedance spectroscopy, EIS).

Методы исследования (на казахском) : Сэндвич-ферментпен байланысқан олигонуклеотидтік аптамерлік анализі (enzyme-linked oligonucleotide assay, ELONA), беттік плазмоникалық резонанс (surface plasmon resonance, SPR), электрохимиялық импеданс спектроскопия (electrochemical impedance spectroscopy, EIS).

Obtained results and novelty (in Russian) : Во время скрининга относительных событий связывания биотинилированных аптамеров (1) – (9) с целевым CEA белком с использованием ELONA, последовательность аптамера (6) показала самое высокое значение OD. Анализ последовательности аптамера (6) в разных концентрациях выявил увеличение сигнала оптической плотности (OD450) в диапазоне концентрации от 0 до 1500 нМ. Плато достигалось при концентрации 750 нМ. Коэффициент детерминации (R2) для последовательности аптамера (6) составлял 0,9446. Аптамер (6) показал значения Kd в наномолярном диапазоне - 311,7 нМ. Результаты исследования связывания специфичности последовательности аптамера (6) с целевым белком CEA и нецелевыми IL-6, альбумин сыворотки человека и фрагментом белка MERS-CoV Spike/RBD показали хорошие значения специфичности. Также были изучены 5'- и 3'-биотинилированные модификации аптамерной последовательности (6) на эффективность связывания с конъюгатом авидин-пероксидаза. В этом исследовании был использован SPR для дальнейшей оценки последовательности аптамера (6) против целевого белка CEA. Далее, мы использовали последовательность аптамер (6) в разработке метода на основе EIS для быстрого обнаружения биомаркера рака. Исследование чувствительности EIS показало, что предел обнаружения CEA с использованием EIS составляет 1×10^-6 мкг/мл, а время детекции составляло всего 20 мин. Полученные результаты проекта были приняты и доложены на 31-м юбилейном Всемирном конгрессе по биосенсорам в постерной сессии.

Obtained results and novelty (in Kazakh) : CEA ақуызы мен (1) - (9) биотинилденген аптамерлердің салыстырмалы байланыстыру оқиғаларын скрининг кезінде, (6) аптамерлік тізбек ең жоғары оптикалық тығыздық мәнін көрсетті. (6) аптамерлік тізбектің әр түрлі концентрацияларын талдау кезінде оптикалық тығыздық сигналының 0 -ден 1500 нМ -ге дейін концентрация диапазонында ұлғаюы анықталды. 750 нМ концентрациясында - үстіртке жетті. (6) аптамерлік тізбектің анықтау коэффициенті (R2) 0,9446 болды. (6) аптамердің Kd мәнін бағалағанда - наномолярлық диапазон мәндерін көрсетті - 311,7 нМ. (6) аптамер тізбегі - CEA мақсатты ақуызбен және мақсатты емес IL-6, адамның сарысу альбумині және MERS-CoV Spike/RBD ақуыз фрагментімен байланыстылығын зерттегенде - нәтижелері жақсы спецификалық мәндерді көрсетті. Біз сонымен қатар авидин-пероксидаза конъюгатымен байланысу тиімділігін анықтау үшін аптамер (6) реттілігінің 5'- және 3'-биотинилденген модификациясын зерттедік. Осы зерттеуде сонымен қатар мақсатты CEA ақуызына қарсы аптамердің (6) реттілігін одан әрі бағалау үшін SPR қолданды. Әрі қарай, біз қатерлі ісіктің биомаркерін тез анықтауға арналған EIS негізделген әдісті дамыту үшін аптамердің (6) реттілігін қолдандық. EIS әдісінің сезімталдығын анықтау зерттеулері көрсеткендей, электрохимиялық аптасенсор көмегімен CEA анықтаудың шегі 1×10^-6 мкг/мл құрады, ал анықтау уақыты бар болғаны 20 мин құрады. Жобаның нәтижелері Биосенсорлар бойынша 31-ші Дүниежүзілік конгресте постер сессиясында қабылданды және хабарланды.

The main constructive and technical economic indicators (in Russian) : Предлагаемая работа по обнаружению ракового биомаркера с использованием электрохимического аптасенсора будет иметь важное положительное влияние в области биосенсинга, предлагая высокую чувствительность обнаружения, обработка небольшого объема и быстрое обнаружение биомаркера. Предлагаемое исследование также приведет к разработке платформы, которая может быть адаптирована к другим заболеваниям - как инфекционным, так и неинфекционным - новым устройствам, имеющим коммерческую ценность. Стоимость аптасенсора может считаться более дешевой, чем стоимость иммуносенсоров, поскольку стоимость производства аптамера намного дешевле, чем антител.

The main constructive and technical economic indicators (in Kazakh) : Электрохимиялық аптасенсорды қолдана отырып, қатерлі ісіктің биомаркерлерін анықтау бойынша ұсынылған жұмыс биологиялық сенсорлық аймаққа жоғары сезімталдықты, төмен көлемді өңдеуді және сынамаларды тез анықтауды ұсынады. Ұсынылған зерттеу сонымен бірге басқа ауруларға бейімделуі мүмкін платформаның дамуына әкелуі мүмкін болашақта - инфекциялық және инфекциялық емес - коммерциялық маңызы бар жаңа құрылғылар. Аптасенсордың құнын иммуносенсорларға қарағанда арзан деп санауға болады, өйткені аптамер өндірісінің бағасы антиденелерге қарағанда арзанырақ.

Level of implementation (in Russian) :

Level of implementation (in Kazakh) :

Efficiency (in Russian) :

Efficiency (in Kazakh) :

Field of application (in Russian) : молекулярная биология, биоинженерия.

Field of application (in Kazakh) : молекулалық биология, биоинженерия.