Как выделить свою ДНК

Получить собственный геном можно на обычной кухне
Анна Лопатина    

Наша ДНК — великая вещь. Миллиарды лет эволюции, миллиарды нуклеотидных оснований, десятки тысяч генов… ДНК (дезоксирибонуклеиновая кислота) — хранилище наследственной информации. Она есть почти во всех клетках организма, из нее состоят хромосомы, которые, как помним, находятся в ядрах клеток. А сейчас мы расскажем, как выделить свою собственную ДНК в домашних условиях.

Анна Лопатина, младший научный сотрудник Института биологии гена РАН и Института молекулярной генетики РАН. Выпускница МГУ им. М.В. Ломоносова.

Что нужно. Материалы


  • 120 мл воды (можно из-под крана), 5 г соды (самой обычной), 1,5 г поваренной соли и 5 мл моющего средства (например, «Фейри») или мыла. Так мы получаем буферный раствор для расщепления клеточных мембран. Здесь главное правило: полученный раствор должен быть слабощелочным, то есть оптимальное значение pH — 8,5;
  • Таблетка мезима (это такое лекарство от несварения желудка, должно быть в аптеке у каждого). Её нужно тщательно измельчить в небольшом объеме воды (например, 1 мл);
  • Медицинский спирт. Он должен быть чистым, не ниже 96%, то есть водкой заменять его нельзя. Спирт сейчас купить в обычной аптеке сложно. Можно попробовать попросить у знакомых, можно заказать в одном из интернет-магазинов, где он продается под маркировкой «медицинский антисептический раствор» (правда, брать придется, скорее всего, сразу канистру). Еще вариант — использовать не этиловый спирт, а изопропиловый, только учтите, что он страшно ядовитый. Спирт должен быть охлажденным, его нужно поместить в морозилку за несколько часов до эксперимента;
  • Пробирка. Вместо пробирки подойдет тщательно отмытый небольшой флакончик;
  • Пипетка. Годится обычная, из аптеки;
  • Клетки собственного тела. Например, клетки слизистой рта;
  • Термометр;
  • Банка с водой нужной температуры.
А между тем, в 1991 году в Москве спирт Royal можно бы купить в любом магазине по 9 рублей.


Что делать. Метод

Шаг 1


Собрать клетки слизистой поверхности щек. Для этого нужно пожевать щеки в течение хотя бы 30 секунд, набрать в рот 3 мл чистой воды, прополоскать рот и выплюнуть все содержимое в пробирку. Чем дольше жуешь щеки, тем больше клеток соберешь, тем больше ДНК в итоге выделится. Жевать щеки до крови не имеет смысла, так как в клетках крови, эритроцитах, нет ДНК;

Шаг 2


Долить к полученному раствору с клетками эквивалентное количество буферного раствора для лизиса, помешать аккуратно в течение двух минут.

Буферный раствор разрушит клеточные мембраны и мембраны ядер клеток. Таким образом нити ДНК окажутся свободно плавающими в водном растворе. Однако в этом же растворе будет плавать все содержимое клеток: ДНК, РНК, полисахариды, липиды, сложные полимерные соединения… Кроме того, в водном растворе клеточные ферменты начнут постепенно разрушать ДНК. Поэтому ее нужно как можно скорее отделить от других клеточных компонентов.

Шаг 3


Добавить чайную ложку раствора протеиназы (мезима). После этого пробирку следует поместить на 10 минут в контейнер, в котором поддерживается температура +37° — в банку с подогретой водой. Эстетам подойдет и собственная подмышка.

Шаг 4


Прибавить охлажденный этиловый спирт из расчета 1:1, при этом пробирку держать строго под углом 45°, не допуская смешивания водной и спиртовой фазы и сохраняя раздел фаз. На этом этапе лучше дать пробирке постоять в течение нескольких минут на столе.

Из всех клеточных компонентов только ДНК быстро и эффективно выпадает в осадок в среде спирта, образуя видимые глазу белые нити. Все остальные компоненты остаются в водной фазе.

Шаг 5


Белые нити молекул ДНК с пузырьками воздуха, запутавшимися между нитями, начнут образовываться на границе раздела фаз, постепенно двигаясь вверх по пробирке. Если ДНК было много, она сформирует небольшой клубок и всплывет на поверхность, если ДНК было мало, можно слегка потрясти пробирку и подождать еще несколько минут.

Шаг 6


Для того чтобы ДНК долго хранилась, ее нужно аккуратно отобрать с помощью пипетки вместе с небольшим количеством спирта. ДНК можно поместить в пробирку и хранить в холодильнике при температуре +4°. В спиртовом растворе осадок ДНК стабилен в течение многих лет.

«Получился достойный сувенир»: впечатления испытателей

…Следуя пунктам инструкции, мы начали усиленно жевать внутреннюю поверхность щек, проделывая это с преувеличенно умным видом: научный эксперимент все-таки. Радуя друг друга своей мимикой, мы полминуты полоскали рот специально заготовленной водой и, деликатно отворачиваясь, выплевывали ее в пронумерованные пробирки. Эксперимент казался предельно простым, но уже на этапе набора буфера и протеиназы: то в пипетку попадали пузырьки воздуха, то набиралось больше, чем нужно. В конце концов я отбросила свой перфекционизм и начала делать все на глаз. Перед 10-минутной водяной баней вещество в пробирке выглядело как желе с крошками.

Спирт нужно было добавлять аккуратно, по стеночке до полного заполнения пробирки. После этого в центре пробирки я увидела белесоватое завихрение с множеством мельчайших пузырьков. Если рассматривать содержимое пробирки на фоне темного ноутбука, пучок ДНК похож на галактику.

Предстояло забрать совсем чуть-чуть жидкости с ДНК и поместить в маленький кулон-пробирку в форме карточной масти пики. Долго не получалось ухватить именно пучок, а не жидкость вокруг него. С досады я уже воспринимала эти белые нити не как ДНК, а только как не поддающуюся мне странную субстанцию, которую нужно во что бы то ни стало переместить в кулон. Я потрясла пробирку и неожиданно обнаружила более зримое завихрение уже на самом дне. Спустя пару минут в моем кулоне медленно оседало хорошо видимое скопление нитей ДНК. Получился достойный сувенир, и я уже прикидывала, кто из знакомых оценит такой подарок.

Метафора
Для простоты понимания эксперимента клетку тела организма можно сравнить с туго перевязанным мешком, в котором находится множество предметов, в том числе скакалка, намотанная на мяч. Что нужно сделать, чтобы скакалка оказалась отделенной от остального содержимого мешка? Сначала нужно полностью раскрыть мешок, затем размотать скакалку и снять ее с мяча, и наконец, поместить скакалку в новый пустой мешок.
Источники

«Кот Шрёдингера» 1 октябрь 2014

Иллюстрации

visual science / Из личного архива А. Лопатиной / Евгений Пашнин / iStock