盡管針對病毒感染的高度敏感診斷測試取得了很大進展,但其仍需要復雜的技術來準備樣本或解釋結果,這使得它們在醫(yī)療資源稀缺地區(qū)的推廣變得不切實際。發(fā)表在15日《ACS中心科學》雜志上的一種靈敏的方法,可在短短20分鐘內分析病毒核酸,且可使用“夜光”蛋白質一步完成。
螢火蟲的閃光,琵琶魚發(fā)光的“誘餌”,浮游植物覆蓋的海灘出現(xiàn)幽靈般的藍色,都是由同一種被稱為生物發(fā)光的科學現(xiàn)象驅動的。
涉及螢光素酶蛋白的化學反應會產生發(fā)光的效果。這種螢光素酶蛋白已被整合到傳感器中,當它們找到目標時,這些傳感器會發(fā)出易于觀察的光。這種簡便操作性使這些類型的傳感器成為現(xiàn)場即時診斷測試的理想選擇,但到目前為止,它們還缺乏高靈敏度,而CRISPR基因編輯技術需要許多步驟和額外的專門設備來檢測復雜、噪音樣本中的低信號。
荷蘭埃因霍溫理工大學研究小組使用CRISPR系統(tǒng)相關的蛋白質,將它們與一種生物發(fā)光技術結合起來,這種技術的信號只需一臺數(shù)碼相機就能檢測到。
為了確保有足夠的RNA或DNA樣本進行分析,研究人員進行了重組酶聚合酶擴增(RPA),這是一種在大約38℃的恒溫下工作的簡單方法。使用發(fā)光核酸傳感器(LUNAS)的新技術,兩個CRISPR/Cas9 蛋白對病毒基因組的不同相鄰部分具有特異性,每個蛋白都有一個獨特的螢光素酶片段附著在它們上面。如果研究人員正在測試的特定病毒基因組,這兩個CRISPR/Cas9蛋白將與目標核酸序列結合并相互靠近,從而使完整的螢光素酶蛋白在化學底物存在的情況下形成并發(fā)出藍光。
當對從鼻拭子收集的臨床樣本進行測試時,RPA-LUNAS在20分鐘內成功檢測到新冠病毒RNA,即使在每微升200份拷貝的濃度下也是如此。