Гибридизационно-чувствительные флуоресцентные зонды для ДНК и РНК, созданные модульным «click»-подходом

Флуоресцентные зонды для ДНК были получены модульным способом с использованием постсинтетической модификации по «click»-реакции. Новый модуль на основе гликоля и строительный блок для ДНК размещают всего два атома углерода между фосфодиэфирными мостиками и закрепляют краситель дополнительной алкиновой группой. Это создаёт центр хиральности в середине этой искусственной нуклеозидной замены. В качестве «клик»-конъюгатов были исследованы оба энантиомера и различные фотостабильные цианин-стирильные красители, а также производные тиазолового оранжевого в разных окружающих последовательностях ДНК. Комбинация DNA-якоря с конфигурацией (S) и цианилированного цианин-стирильного красителя демонстрирует наибольший эффект флуоресцентного «включения» (light-up) равный 9,2 и яркость примерно 11 000 M^-1 cm^-1. Гибридизационная чувствительность и флуоресцентный ответ были далее развиты с использованием процессов переноса электронов и переноса энергии. Комбинация гибридизационно-чувствительного строительного блока ДНК с нуклеотидом 5-нитроиндола в роли акцептора электронов и тушителя увеличивает эффект light-up до 20 для ДНК-мишени и до 15 для РНК-мишени. Флуоресцентный сигнал можно существенно усилить до значений от 50 до 360 за счёт переноса энергии на второй ДНК-зонд с коммерчески доступными красителями, такими как Cy3.5, Cy5 и Atto590, в роли акцепторов энергии на 5'-конце. Эти бинарные зонды сдвигают спектр флуоресцентного ответа из диапазона 500–550 нм в диапазон 610–670 нм. Оптические свойства делают эти флуоресцентные зонды для ДНК потенциально полезными для визуализации РНК. Благодаря сильному эффекту light-up они не требуют процедур промывки и, следовательно, пригодны для визуализации в живых клетках.