ზაფხულის სამეცნიერო გზამკვლევი: როდესაც 40°C სიცხის ტალღა მოლეკულურ ექსპერიმენტებს ხვდება

ბოლო დროს ჩინეთის დიდ ნაწილში მაღალი ტემპერატურა შენარჩუნდა. 24 ივლისს, შანდონგის პროვინციის მეტეოროლოგიურმა ობსერვატორიამ ყვითელი მაღალი ტემპერატურის განგაში გამოაცხადა, რომლის მიხედვითაც, მომდევნო ოთხი დღის განმავლობაში შიდა რაიონებში „საუნის მსგავსი“ ტემპერატურა 35-37°C (111-133°F) და 80%-იანი ტენიანობა იქნება მოსალოდნელი. სინძიანის ტურპანის მსგავს ადგილებში ტემპერატურა 48°C (111-133°F)-ს უახლოვდება. უხანსა და სიაოგანში, ჰუბეის შტატში, ნარინჯისფერი განგაშია გამოცხადებული, ზოგიერთ რაიონში ტემპერატურა 37°C-ს აჭარბებს. ამ მცხუნვარე სიცხეში პიპეტების ზედაპირის ქვეშ არსებული მიკროსკოპული სამყარო უჩვეულო დარღვევებს განიცდის - ნუკლეინის მჟავების სტაბილურობა, ფერმენტების აქტივობა და რეაგენტების ფიზიკური მდგომარეობა - ყველაფერი ეს სიცხის ტალღის გამო ჩუმად არის დამახინჯებული.

ნუკლეინის მჟავის ექსტრაქცია დროის წინააღმდეგ რბოლად იქცა. როდესაც გარე ტემპერატურა 40°C-ს აჭარბებს, კონდიციონერის ჩართვის შემთხვევაშიც კი, საოპერაციო მაგიდის ტემპერატურა ხშირად 28°C-ზე მეტია. ამ დროს, ღია სივრცეში დარჩენილი რნმ-ის ნიმუშები გაზაფხულსა და შემოდგომაზე ორჯერ უფრო სწრაფად იშლება. მაგნიტური მძივებით ექსტრაქციის დროს, გამხსნელის დაჩქარებული აორთქლების გამო, ბუფერული ხსნარი ადგილობრივად გაჯერებულია და კრისტალები ადვილად ილექება. ეს კრისტალები ნუკლეინის მჟავის შეკავების ეფექტურობაში დიდ რყევებს იწვევს. ორგანული გამხსნელების აქროლადობა ერთდროულად იზრდება. 30°C-ზე ქლოროფორმის აორთქლების რაოდენობა 25°C-თან შედარებით 40%-ით იზრდება. მუშაობის დროს აუცილებელია იმის უზრუნველყოფა, რომ გამწოვში ქარის სიჩქარე 0.5 მ/წმ იყოს და დამცავი ეფექტურობის შესანარჩუნებლად ნიტრილის ხელთათმანები გამოიყენოთ.

PCR ექსპერიმენტები კიდევ უფრო რთულ ტემპერატურულ დარღვევებს აწყდება. ისეთი რეაგენტები, როგორიცაა Taq ფერმენტი და უკუ ტრანსკრიპტაზა, უკიდურესად მგრძნობიარეა ტემპერატურის უეცარი რყევების მიმართ. -20°C საყინულედან ამოღების შემდეგ მილის კედლებზე კონდენსაციამ შეიძლება გამოიწვიოს ფერმენტული აქტივობის 15%-ზე მეტი დაკარგვა, თუ ის რეაქციის სისტემაში მოხვდება. dNTP ხსნარებმა ასევე შეიძლება აჩვენონ შესამჩნევი დეგრადაცია ოთახის ტემპერატურაზე მხოლოდ 5 წუთის განმავლობაში (>30°C) ზემოქმედების შემდეგ. ინსტრუმენტის მუშაობას ასევე აფერხებს მაღალი ტემპერატურა. როდესაც ლაბორატორიული გარემოს ტემპერატურა >35°C-ია და PCR ინსტრუმენტის სითბოს გაფრქვევის კლირენსი არასაკმარისია (კედლიდან <50 სმ), შიდა ტემპერატურის სხვაობამ შეიძლება 0.8°C-მდე მიაღწიოს. ამ გადახრამ შეიძლება გამოიწვიოს ამპლიფიკაციის ეფექტურობის 40%-ზე მეტით შემცირება 96-ჭაბურღილიანი ფირფიტის კიდეზე. მტვრის ფილტრები რეგულარულად უნდა გაიწმინდოს (მტვრის დაგროვება ამცირებს სითბოს გაფრქვევის ეფექტურობას 50%-ით) და თავიდან უნდა იქნას აცილებული პირდაპირი კონდიცირება. გარდა ამისა, PCR ექსპერიმენტების ღამით ჩატარებისას, მოერიდეთ PCR ინსტრუმენტის გამოყენებას „დროებით მაცივრად“ ნიმუშების შესანახად. 4°C ტემპერატურაზე 2 საათზე მეტი ხნის განმავლობაში შენახვამ შეიძლება გამოიწვიოს კონდენსაციის წარმოქმნა გაცხელებული თავსახურის დახურვის შემდეგ, რაც აზავებს რეაქციის სისტემას და პოტენციურად იწვევს ინსტრუმენტის ლითონის მოდულების კოროზიას.

მაღალი ტემპერატურის მუდმივი გაფრთხილებების წინაშე მოლეკულურმა ლაბორატორიებმაც უნდა ატეხონ განგაში. ძვირფასი რნმ-ის ნიმუშები უნდა ინახებოდეს -80°C საყინულის უკანა ნაწილში, წვდომა შეზღუდული უნდა იყოს მაღალი ტემპერატურის პერიოდებით. -20°C საყინულის კარის დღეში ხუთჯერ მეტჯერ გაღება გაამწვავებს ტემპერატურის რყევებს. მაღალი სითბოს წარმომქმნელი მოწყობილობებისთვის საჭიროა სითბოს გაფრქვევის მინიმუმ 50 სმ სივრცე ორივე მხარეს და უკანა მხარეს. გარდა ამისა, რეკომენდებულია ექსპერიმენტული დროის რესტრუქტურიზაცია: 7:00-10:00 ტემპერატურაზე მგრძნობიარე ოპერაციებისთვის, როგორიცაა რნმ-ის ექსტრაქცია და qPCR ჩატვირთვა; 1:00-16:00 არაექსპერიმენტული სამუშაოებისთვის, როგორიცაა მონაცემთა ანალიზი. ამ სტრატეგიას შეუძლია ეფექტურად თავიდან აიცილოს მაღალი ტემპერატურის პიკების ჩარევა კრიტიკულ ეტაპებზე.

სიცხის დროს მოლეკულური ექსპერიმენტები როგორც ტექნიკის, ასევე მოთმინების გამოცდაა. დაუნდობელი ზაფხულის მზის ქვეშ, შესაძლოა, დროა, პიპეტი გადადოთ და ნიმუშებს ყინულის დამატებითი ყუთი დაუმატოთ, რათა ინსტრუმენტმა მეტი სითბო გააფანტოს. ტემპერატურის რყევებისადმი ეს პატივისცემა სწორედ ყველაზე ძვირფასი ლაბორატორიული თვისებაა მცხუნვარე ზაფხულის თვეებში - ბოლოს და ბოლოს, ზაფხულის 40°C სიცხეში, მოლეკულებსაც კი სჭირდებათ ფრთხილად დაცული „ხელოვნური პოლარული რეგიონი“.