Nyderlandų mokslininkai eksperimentiniame bandyme sujungia CRISPR ir bioliuminescencijąužkrečiamos ligos

Nyderlandų mokslininkų teigimu, naujai sukurtas naktinis baltymas gali pagreitinti ir supaprastinti virusinių ligų diagnostiką.
Jų tyrime, paskelbtame trečiadienį ACS leidiniuose, aprašomas jautrus, vieno žingsnio metodas, skirtas greitai analizuoti virusines nukleino rūgštis ir jų išvaizdą, naudojant švytinčius ryškiai mėlynus arba žalius baltymus.
Patogenų identifikavimas aptinkant jų nukleorūgščių pirštų atspaudus yra pagrindinė klinikinės diagnostikos, biomedicininių tyrimų ir maisto bei aplinkos saugos stebėjimo strategija.Plačiai naudojami kiekybiniai polimerazės grandininės reakcijos (PGR) testai yra labai jautrūs, tačiau reikalauja sudėtingo mėginio paruošimo arba rezultatų interpretavimo, todėl kai kuriose sveikatos priežiūros įstaigose arba ribotų išteklių nustatymuose jie yra nepraktiški.
Ši Nyderlandų grupė yra universitetų ir ligoninių mokslininkų bendradarbiavimo rezultatas, siekiant sukurti greitą, nešiojamą ir lengvai naudojamą nukleorūgščių diagnostikos metodą, kuris gali būti taikomas įvairiose aplinkose.
Juos įkvėpė ugniagesių blyksniai, ugniagesių švytėjimas ir mažytės vandens fitoplanktono žvaigždės, kurias varo reiškinys, vadinamas bioliuminescencija.Šį švytėjimo tamsoje efektą sukelia cheminė reakcija, kurioje dalyvauja luciferazės baltymas.Mokslininkai įtraukė luciferazės baltymus į jutiklius, kurie skleidžia šviesą, kad būtų lengviau stebėti, kai jie randa taikinį.Nors dėl to šie jutikliai idealiai tinka aptikti priežiūros tašką, šiuo metu jiems trūksta didelio jautrumo, reikalingo klinikiniams diagnostiniams tyrimams.Nors CRISPR genų redagavimo metodas gali suteikti šią galimybę, norint aptikti silpną signalą, kuris gali būti sudėtinguose, triukšminguose pavyzdžiuose, reikia daug žingsnių ir papildomos specializuotos įrangos.
Tyrėjai rado būdą, kaip su CRISPR susijusį baltymą sujungti su bioliuminescenciniu signalu, kurį galima aptikti paprastu skaitmeniniu fotoaparatu.Norėdami įsitikinti, kad analizei pakanka RNR arba DNR mėginio, tyrėjai atliko rekombinazės polimerazės amplifikaciją (RPA), paprastą metodą, kuris veikia esant pastoviai maždaug 100 °F temperatūrai.Jie sukūrė naują platformą, vadinamą Luminescent Nucleic Acid Sensor (LUNAS), kurioje du CRISPR / Cas9 baltymai yra specifiniai skirtingoms gretimoms viruso genomo dalims, kurių kiekvienas turi unikalų luciferazės fragmentą, pritvirtintą prie jų aukščiau.
Kai yra specifinis viruso genomas, kurį tiria tyrėjai, du CRISPR/Cas9 baltymai jungiasi prie tikslinės nukleorūgščių sekos;jie tampa labai arti, todėl gali susidaryti nepažeistas luciferazės baltymas ir skleisti mėlyną šviesą esant cheminiam substratui..Norėdami atsižvelgti į šiame procese sunaudotą substratą, mokslininkai naudojo kontrolinę reakciją, kuri skleidė žalią šviesą.Vamzdis, kuris keičia spalvą iš žalios į mėlyną, rodo teigiamą rezultatą.
Tyrėjai išbandė savo platformą kurdami RPA-LUNAS tyrimą, kuris aptinkaSARS-CoV-2 RNRbe varginančios RNR išskyrimo ir parodė savo diagnostinį efektyvumą su nosiaryklės tepinėlių mėginiais išCOVID 19pacientai.RPA-LUNAS sėkmingai aptiko SARS-CoV-2 per 20 minučių mėginiuose, kurių RNR viruso kiekis buvo tik 200 kopijų/μL.
Tyrėjai mano, kad jų tyrimas gali lengvai ir veiksmingai aptikti daugelį kitų virusų.„RPA-LUNAS yra patrauklus infekcinių ligų tyrimams taškuose“, – rašė jie.