Hollantilaiset tutkijat yhdistävät CRISPR:n ja bioluminesenssin kokeellisessa testissätarttuvat taudit

Hiljattain kehitetty yöproteiini voisi nopeuttaa ja yksinkertaistaa virustautien diagnosointia hollantilaisten tutkijoiden mukaan.
Heidän tutkimuksensa, joka julkaistiin keskiviikkona ACS-julkaisuissa, kuvaa herkkää, yksivaiheista menetelmää virusten nukleiinihappojen ja niiden ulkonäön nopeaan analysoimiseen käyttämällä hehkuvia kirkkaan sinisiä tai vihreitä proteiineja.
Patogeenien tunnistaminen tunnistamalla niiden nukleiinihapposormenjäljet ​​on keskeinen strategia kliinisessä diagnostiikassa, biolääketieteellisessä tutkimuksessa sekä elintarvike- ja ympäristöturvallisuuden seurannassa.Laajalti käytetyt kvantitatiiviset polymeraasiketjureaktiotestit (PCR) ovat erittäin herkkiä, mutta vaativat pitkälle kehitettyä näytteen valmistelua tai tulosten tulkintaa, mikä tekee niistä epäkäytännöllisiä joissakin terveydenhuollon tilanteissa tai resurssirajoitteisissa olosuhteissa.
Tämä alankomaalainen ryhmä on tulos yliopistojen ja sairaaloiden tutkijoiden yhteistyöstä nopean, kannettavan ja helppokäyttöisen nukleiinihappodiagnostiikkamenetelmän kehittämiseksi, jota voidaan soveltaa erilaisissa ympäristöissä.
He saivat inspiraationsa tulikärpästen välähdyksistä, tulikärpästen hehkuista ja vesistön kasviplanktonin pienistä tähdistä, jotka kaikki saavat voimansa bioluminesenssiksi kutsutusta ilmiöstä.Tämä pimeässä hohtava vaikutus johtuu kemiallisesta reaktiosta, jossa on mukana lusiferaasiproteiini.Tutkijat sisällyttivät lusiferaasiproteiineja sensoreihin, jotka säteilevät valoa helpottamaan havainnointia, kun he löytävät kohteen.Vaikka tämä tekee näistä antureista ihanteellisia hoitopisteiden havaitsemiseen, niistä puuttuu tällä hetkellä kliinisiin diagnostisiin testeihin tarvittava korkea herkkyys.Vaikka CRISPR-geeninmuokkausmenetelmä voi tarjota tämän ominaisuuden, se vaatii monia vaiheita ja erikoislaitteita monimutkaisissa, kohinaisissa näytteissä mahdollisesti esiintyvän heikon signaalin havaitsemiseksi.
Tutkijat ovat löytäneet tavan yhdistää CRISPR:ään liittyvä proteiini bioluminesenssisignaaliin, joka voidaan havaita yksinkertaisella digitaalikameralla.Varmistaakseen, että RNA- tai DNA-näytettä oli riittävästi analysoitavaksi, tutkijat suorittivat rekombinaasipolymeraasin monistamisen (RPA), yksinkertaisen tekniikan, joka toimii vakiolämpötilassa noin 100 °F.He kehittivät uuden alustan nimeltä Luminescent Nucleic Acid Sensor (LUNAS), jossa kaksi CRISPR/Cas9-proteiinia ovat spesifisiä viruksen genomin eri vierekkäisille osille, joista kummankin edellä on kiinnitetty ainutlaatuinen lusiferaasifragmentti.
Kun spesifinen viruksen genomi, jota tutkijat tutkivat, on läsnä, kaksi CRISPR/Cas9-proteiinia sitoutuu kohdenukleiinihapposekvenssiin;ne tulevat lähekkäin, jolloin ehjä lusiferaasiproteiini voi muodostua ja lähettää sinistä valoa kemiallisen substraatin läsnä ollessa..Tässä prosessissa kulutetun substraatin huomioon ottamiseksi tutkijat käyttivät ohjausreaktiota, joka säteili vihreää valoa.Putki, joka muuttaa värin vihreästä siniseksi, osoittaa positiivisen tuloksen.
Tutkijat testasivat alustaansa kehittämällä RPA-LUNAS-määrityksen, joka havaitseeSARS-CoV-2 RNAilman tylsää RNA:n eristämistä ja osoitti diagnostisen suorituskyvyn nenänielun vanupuikkonäytteilläCOVID 19potilaita.RPA-LUNAS havaitsi onnistuneesti SARS-CoV-2:n 20 minuutissa näytteistä, joiden RNA-viruskuorma oli niinkin alhainen kuin 200 kopiota/μl.
Tutkijat uskovat, että heidän analyysinsä voi helposti ja tehokkaasti havaita monia muita viruksia."RPA-LUNAS on houkutteleva tartuntatautitestaukseen", he kirjoittivat.