Penyelidik Belanda menggabungkan CRISPR dan bioluminescence dalam ujian eksperimen untukpenyakit berjangkit

Protein malam yang baru dibangunkan boleh mempercepat dan memudahkan diagnosis penyakit virus, menurut penyelidik di Belanda.
Kajian mereka, yang diterbitkan pada hari Rabu dalam Penerbitan ACS, menerangkan kaedah satu langkah yang sensitif untuk menganalisis asid nukleik virus dengan pantas dan penampilan mereka menggunakan protein biru atau hijau terang yang bersinar.
Pengenalpastian patogen dengan mengesan cap jari asid nukleik mereka adalah strategi utama dalam diagnostik klinikal, penyelidikan bioperubatan, dan pemantauan keselamatan makanan dan alam sekitar.Ujian tindak balas rantai polimerase kuantitatif (PCR) yang digunakan secara meluas adalah sangat sensitif, tetapi memerlukan penyediaan sampel yang canggih atau tafsiran keputusan, menjadikannya tidak praktikal untuk beberapa tetapan penjagaan kesihatan atau tetapan terhad sumber.
Kumpulan dari Belanda ini adalah hasil kerjasama antara saintis dari universiti dan hospital untuk membangunkan kaedah diagnostik asid nukleik yang pantas, mudah alih dan mudah digunakan yang boleh digunakan dalam pelbagai tetapan.
Mereka telah diilhamkan oleh kilatan kelip-kelip, cahaya kelip-kelip, dan bintang-bintang kecil fitoplankton akuatik, semuanya dikuasakan oleh fenomena yang dipanggil bioluminesensi.Kesan glow-in-the-dark ini disebabkan oleh tindak balas kimia yang melibatkan protein luciferase.Para saintis memasukkan protein luciferase ke dalam sensor yang memancarkan cahaya untuk memudahkan pemerhatian apabila mereka menemui sasaran.Walaupun ini menjadikan penderia ini sesuai untuk pengesanan titik penjagaan, pada masa ini ia tidak mempunyai kepekaan tinggi yang diperlukan untuk ujian diagnostik klinikal.Walaupun kaedah penyuntingan gen CRISPR boleh menyediakan keupayaan ini, ia memerlukan banyak langkah dan peralatan khusus tambahan untuk mengesan isyarat lemah yang boleh hadir dalam sampel yang kompleks dan bising.
Penyelidik telah menemui cara untuk menggabungkan protein berkaitan CRISPR dengan isyarat bioluminesen yang boleh dikesan dengan kamera digital ringkas.Untuk memastikan terdapat sampel RNA atau DNA yang mencukupi untuk dianalisis, para penyelidik melakukan penguatan polimerase rekombinasi (RPA), teknik mudah yang beroperasi pada suhu malar sekitar 100°F.Mereka membangunkan platform baharu yang dipanggil Penderia Asid Nukleik Luminescent (LUNAS), di mana dua protein CRISPR/Cas9 adalah khusus untuk bahagian genom virus yang bersebelahan yang berbeza, masing-masing dengan serpihan luciferase unik yang melekat padanya di atas.
Apabila genom virus khusus yang sedang diperiksa oleh penyiasat hadir, dua protein CRISPR/Cas9 terikat pada jujukan asid nukleik sasaran;mereka menjadi berdekatan, membolehkan protein luciferase utuh membentuk dan memancarkan cahaya biru dengan kehadiran substrat kimia..Untuk mengambil kira substrat yang digunakan dalam proses ini, para penyelidik menggunakan tindak balas kawalan yang memancarkan cahaya hijau.Tiub yang menukar warna daripada hijau kepada biru menunjukkan hasil yang positif.
Para penyelidik menguji platform mereka dengan membangunkan ujian RPA-LUNAS, yang mengesanRNA SARS-CoV-2tanpa pengasingan RNA yang membosankan, dan menunjukkan prestasi diagnostiknya pada sampel swab nasofaring daripadaCOVID 19pesakit.RPA-LUNAS berjaya mengesan SARS-CoV-2 dalam masa 20 minit dalam sampel dengan viral load RNA serendah 200 salinan/μL.
Para penyelidik percaya ujian mereka boleh mengesan banyak virus lain dengan mudah dan berkesan."RPA-LUNAS menarik untuk ujian penyakit berjangkit pusat penjagaan," tulis mereka.