Специалисты ТУСУРа завершили работу над созданием опытного образца первого отечественного геномного принтера

Устройство обеспечит массовый автоматический синтез олигонуклеотидов с высокой плотностью.

По словам руководителя проекта, проректора по научной работе и инновациям ТУСУРа Антона Лощилова, полный цикл разработки занял менее двух с половиной лет. За это время разработчики прошли все этапы: от макетирования основных функциональных узлов и отработки базовых принципов до создания экспериментальной установки, а сейчас — опытного образца принтера. «Теперь можно сказать уверенно, что благодаря участию в этой междисциплинарной работе на стыке робототехники, микроэлектроники, органической химии и биотехнологий наш коллектив получил не только уникальные материальные результаты в виде созданной системы, её ключевых элементов и технологий, но и новые междисциплинарные знания на стыке нескольких научных направлений. А главное — научный, технологический и кадровый задел для развития этой тематики», – пояснил он.

В вузе рассказали, что создать устройство учёных заставила суровая необходимость. Дело в том, что подобные принтеры ещё в 2000-х годах начала создавать одна из американская фирм: она использовала 70-летний опыт компании HP в производстве принтеров. Но механизмы не продаются за пределы США, компания-производитель торгует только готовыми массивами олигонуклеотидов.

Учёные пояснили, что испытание опытного образца прошло успешно: специалисты напечатали массив, состоящий из 35 последовательностей, каждая из которых повторяется трижды. Разработка оказалась достаточно экономичной для нужд микробиологии. Расход по ряду реагентов оказался ниже примерно в 15 раз, а по амидофосфитам – более чем в пять тысяч раз, чем на традиционных планшетных синтезаторах.

«Позже мы будем синтезировать на этом образце массивы олигонуклиотидов для наших коллег, но сейчас нужно ещё немного доработать некоторые вещи и протокол синтеза лучше оптимизировать. Думаю, начнём печать к лету-осени 2024 года», – рассказал заведующий лабораторией аддитивных технологий и инженерной биологии вуза Руслан Гадиров. Он добавил, что разработкой могут заинтересоваться компании, которые занимаются генетическими технологиями, в первую очередь тем, у кого есть NGS–секвенаторы. Именно для их работы и необходимы большие массивы олигонуклеотидов. Также принтером могут заинтересоваться в лабораториях, занимающихся молекулярной и инженерной биологией, и крупных медицинских лабораториях.

«Сейчас есть направление, где геномные принтеры используют для тонкой регуляции биохимических процессов. Самый яркий пример – борьба со спинальной мышечной атрофией. Лекарство от этой болезни сделано на основе синтетических олигонуклеотидов. Геномный принтер помогает существенно ускорить разработку таких лекарств, а значит, и удешевить их», – пояснил учёный.

По словам разработчиков, в ближайшее время можно будет приступить к постановке технологии изготовления малой серии геномных принтеров для их продажи заинтересованным заказчикам. Также в ТУСУРе планируют продолжить работу по модификации устройства: усовершенствованию устройства дозаторов и других ключевых узлов принтера.

В вузе отметили, что основные технические решения, которые были предложены при разработке геномного принтера, будут защищены патентами. Уже сейчас получено два свидетельства на программы для ЭВМ и подано четыре заявки на изобретения.