Holland kutatók a CRISPR-t és a biolumineszcenciát kombinálják egy kísérleti tesztbenfertőző betegségek

Egy újonnan kifejlesztett éjszakai fehérje felgyorsíthatja és leegyszerűsítheti a vírusos betegségek diagnosztizálását holland kutatók szerint.
Az ACS Publicationsben szerdán közzétett tanulmányuk egy érzékeny, egylépéses módszert ír le a vírusos nukleinsavak és azok megjelenésének gyors elemzésére, ragyogó kék vagy zöld fehérjék segítségével.
A kórokozók azonosítása nukleinsav-ujjlenyomatuk kimutatásával kulcsfontosságú stratégia a klinikai diagnosztikában, az orvosbiológiai kutatásokban, valamint az élelmiszer- és környezetbiztonsági monitorozásban.A széles körben használt kvantitatív polimeráz láncreakciós (PCR) tesztek rendkívül érzékenyek, de bonyolult minta-előkészítést vagy az eredmények értelmezését igénylik, így bizonyos egészségügyi vagy korlátozott erőforrások esetén nem használhatók.
Ez a holland csoport az egyetemek és kórházak tudósai közötti együttműködés eredménye egy gyors, hordozható és könnyen használható nukleinsav-diagnosztikai módszer kifejlesztése érdekében, amely számos környezetben alkalmazható.
A szentjánosbogár-villanások, a szentjánosbogár-fények és a vízi fitoplankton apró csillagai ihlették őket, amelyek mindegyikét a biolumineszcenciának nevezett jelenség hajtja.Ezt a sötétben világító hatást a luciferáz fehérje részvételével zajló kémiai reakció okozza.A tudósok luciferáz fehérjéket építettek be olyan érzékelőkbe, amelyek fényt bocsátanak ki, hogy megkönnyítsék a megfigyelést, amikor célpontot találnak.Noha ez ideálissá teszi ezeket az érzékelőket a gondozási pontok észleléséhez, jelenleg hiányzik belőlük a klinikai diagnosztikai tesztekhez szükséges nagy érzékenység.Míg a CRISPR génszerkesztési módszer képes biztosítani ezt a lehetőséget, sok lépésre és további speciális berendezésekre van szükség ahhoz, hogy észlelje a gyenge jelet, amely jelen lehet az összetett, zajos mintákban.
A kutatók megtalálták a módját, hogy egy CRISPR-hez kapcsolódó fehérjét kombináljanak egy egyszerű digitális fényképezőgéppel kimutatható biolumineszcens jellel.Annak érdekében, hogy megbizonyosodjanak arról, hogy elegendő RNS- vagy DNS-minta van az elemzéshez, a kutatók rekombináz polimeráz amplifikációt (RPA) végeztek, egy egyszerű technikát, amely állandó, körülbelül 100 °F hőmérsékleten működik.Kifejlesztettek egy új, Luminescent Nucleic Acid Sensor (LUNAS) nevű platformot, amelyben a két CRISPR/Cas9 fehérje a vírusgenom különböző szomszédos részeire specifikus, mindegyikhez fent egy egyedi luciferáz fragmentum kapcsolódik.
Ha a vizsgálók által vizsgált specifikus vírusgenom jelen van, két CRISPR/Cas9 fehérje kötődik a célnukleinsavszekvenciához;közel kerülnek egymáshoz, lehetővé téve az érintetlen luciferáz fehérje kialakulását, és kék fényt bocsátanak ki kémiai szubsztrát jelenlétében..A folyamat során felhasznált szubsztrát figyelembevételére a kutatók egy zöld fényt kibocsátó vezérlőreakciót alkalmaztak.A zöldről kékre színező cső pozitív eredményt jelez.
A kutatók az RPA-LUNAS teszt kifejlesztésével tesztelték platformjukat, amely észleliSARS-CoV-2 RNSfárasztó RNS-izolálás nélkül, és diagnosztikai teljesítményét nasopharyngealis tamponmintákkal bizonyította.COVID 19betegek.Az RPA-LUNAS 20 percen belül sikeresen kimutatta a SARS-CoV-2-t olyan mintákban, amelyek RNS vírusterhelése 200 kópia/μL volt.
A kutatók úgy vélik, hogy tesztjükkel sok más vírust is könnyen és hatékonyan kimutathatnak.„Az RPA-LUNAS vonzó a fertőző betegségek helyszíni vizsgálatához” – írták.