Голландські дослідники поєднали CRISPR і біолюмінесценцію в експериментальному тесті дляінфекційні захворювання

Нещодавно розроблений нічний білок може прискорити та спростити діагностику вірусних захворювань, вважають дослідники з Нідерландів.
Їхнє дослідження, опубліковане в середу в ACS Publications, описує чутливий одноетапний метод швидкого аналізу вірусних нуклеїнових кислот та їх зовнішнього вигляду за допомогою сяючих яскраво-синіх або зелених білків.
Ідентифікація патогенів шляхом виявлення їх відбитків нуклеїнових кислот є ключовою стратегією в клінічній діагностиці, біомедичних дослідженнях, а також моніторингу безпеки харчових продуктів і навколишнього середовища.Широко використовувані кількісні тести на полімеразну ланцюгову реакцію (ПЛР) є дуже чутливими, але вимагають складної підготовки зразків або інтерпретації результатів, що робить їх непрактичними для деяких закладів охорони здоров’я або закладів з обмеженими ресурсами.
Ця група з Нідерландів є результатом співпраці між науковцями з університетів і лікарень для розробки швидкого, портативного та легкого у використанні методу діагностики нуклеїнових кислот, який можна застосовувати в різних умовах.
Їх надихнули спалахи світляків, сяйва світлячків і крихітні зірки водного фітопланктону, і все це живиться явищем під назвою біолюмінесценція.Цей ефект світіння в темряві викликаний хімічною реакцією за участю білка люциферази.Вчені включили білки люциферази в датчики, які випромінюють світло, щоб полегшити спостереження, коли вони знаходять ціль.Хоча це робить ці датчики ідеальними для виявлення на місці надання медичної допомоги, наразі їм бракує високої чутливості, необхідної для клінічних діагностичних тестів.Хоча метод редагування генів CRISPR може забезпечити таку можливість, він вимагає багатьох етапів і додаткового спеціалізованого обладнання для виявлення слабкого сигналу, який може бути присутнім у складних зразках із шумом.
Дослідники знайшли спосіб поєднати пов’язаний з CRISPR білок із біолюмінесцентним сигналом, який можна виявити простою цифровою камерою.Щоб переконатися, що зразка РНК або ДНК достатньо для аналізу, дослідники провели рекомбіназну полімеразну ампліфікацію (RPA), просту техніку, яка працює при постійній температурі близько 100°F.Вони розробили нову платформу під назвою Luminescent Nucleic Acid Sensor (LUNAS), у якій два білки CRISPR/Cas9 є специфічними для різних суміжних частин вірусного геному, кожна з яких має унікальний фрагмент люциферази, приєднаний до них вище.
Коли присутній специфічний вірусний геном, який вивчають дослідники, два білки CRISPR/Cas9 зв’язуються з цільовою послідовністю нуклеїнової кислоти;вони знаходяться в безпосередній близькості, дозволяючи неушкодженому білку люциферази утворюватися і випромінювати синє світло в присутності хімічного субстрату..Щоб врахувати субстрат, спожитий у цьому процесі, дослідники використовували контрольну реакцію, яка випромінювала зелене світло.Пробірка, яка змінила колір із зеленого на синій, свідчить про позитивний результат.
Дослідники перевірили свою платформу, розробивши аналіз RPA-LUNAS, який виявляєSARS-CoV-2 РНКбез виснажливої ​​ізоляції РНК, і продемонстрував свою діагностичну ефективність на зразках мазка з носоглотки зCOVID 19пацієнтів.RPA-LUNAS успішно виявив SARS-CoV-2 протягом 20 хвилин у зразках із РНК-вірусним навантаженням лише 200 копій/мкл.
Дослідники вважають, що їхній аналіз може легко й ефективно виявити багато інших вірусів.«RPA-LUNAS є привабливим для тестування на інфекційні захворювання в медичних закладах», — написали вони.