Новости химической науки > «Штрих-коды» из ДНК для продуктов питания

Исследователи из Швейцарии разработали своеобразные маркеры, «штрих-коды» из молекул ДНК. Такие маркеры могут быть добавлены к пище, в результате чего мы получаем возможность отслеживать судьбу продуктов питания и аутентифицировать их подлинность на всем пути от фермы до обеденного стола.

Возможности новых маркеров были продемонстрированы на примере отслеживания «судьбы» молока, применяющегося для изготовления сыра или йогурта. Исследователи уверены, что новая система может оказаться полезной для служб, в задачу которых входит выявление случаев фальсификации продуктов питания.

Как отмечает руководитель исследования Роберт Грасс (Robert Grass) из Швейцарского Федерального Технологического Института (Цюрих), анализ ДНК уже используется для мониторинга и аутентификации продуктов питания. Большая часть существующих методик основана на определении распределения изотопов, характерного для определенного географического региона или же на определении мотива первичной структуры ДНК, характерного для определенного продукта питания. Как отмечает Грасс, в его группе разработана иная технология – она основана на преднамеренном введении метки-маркера ДНК в продукт питания. Он подчеркивает, что такой подход позволяет различать химические идентичные продукты из различных источников – например, продуктов «органических» и продуктов, произведенных не по «органическим» технологиям.

Рисунок из J. Agric. Food Chem., 2014, DOI: 10.1021/jf503413f

Для получения ДНК-маркеров исследователи инкапсулировали короткие последовательности ДНК, длиной не более сотни пар азотистых оснований в частички из оксида кремния, задача которых заключалась в защите ДНК от изменений, которым она может подвергаться в процессе переработки пищи. ДНК-маркеры могут быть добавлены в сырье, из которого предполагается получать пищевой продукт, а в конечном продукте они могут быть обнаружены с помощью полимеразной цепной реакции (ПЦР). Поскольку ПЦР позволяет добиться значительного увеличения малых концентраций определённых фрагментов ДНК в образце, маркеры могут быть обнаружены, даже если они содержатся в продукте в очень низкой концентрации – 1-2 миллиардные доли.

Для доказательства возможностей системы исследователи из группы Грасса ввели ДНК-маркеры в молоко и продемонстрировали, что эти «штрих-коды» могут детектироваться даже после того, как это молоко было превращено в сыр или йогурт. Как отмечает Грасс, принципиально новый подход может быть использован для введения меток и в другие продукты, более того, исследователи пробовали использовать этот же подход для маркирования продуктов, не относящихся к продуктам питания, включая полимерные материалы, клеевые композиции и краски. Грасс добавляет, что в настоящее время разрабатываются методы маркирования продуктов, подвергающихся более сложной обработке – например, швейцарские химики хотят добавить ДНК-маркеры к пшенице, которая затем будет размалываться в муку, а из муки – готовиться хлеб.

Как отмечает Дункан Кэмпбелл (Duncan Campbell), исследователи из Швейцарии провели отличное исследование, результаты которого представляют собой весьма интересный способ применения научных закономерностей, считавшихся «фундаментальными». Тем не менее, Кэмпбелл подчеркивает, что до практического применения таких ДНК-маркеров исследователям придется решить ряд проблем, в первую очередь связанных даже не с модификацией системы, а с ее «легализацией», которая в обязательном порядке будет предусматривать сертификацию безопасности синтетических, «не натуральных» молекул нуклеиновых кислот.

Источник: J. Agric. Food Chem., 2014, DOI: 10.1021/jf503413f

метки статьи: #аналитическая химия, #биохимия, #бытовая химия, #молекулярная биология, #нанотехнологии