Белки CRISPR в сочетании со светящимися белками обнаруживают вирусы

Ученые разработали диагностический тест на вирусы, который может использоваться в регионах с ограниченными ресурсами.

Исследователи из Эйндховенского технологического университета в Нидерландах разработали чувствительный диагностический тест на вирусные патогены, который подходит для использования в регионах с ограниченным количеством ресурсов. Тест основан на белках CRISPR, которые могут обнаруживать вирусный генетический материал, они также включают белки люциферазы, биолюминесцентные белки, которые естественным образом встречаются у светлячков и других существ. Два белка CRISPR/Cas специфичны для разных частей вирусного генома, и когда они оба связываются с последовательностями нуклеиновых кислот-мишеней, они объединяются, соединяя два фрагмента люциферазы и инициируя биолюминесцентный сигнал. Результаты можно оценить с помощью простой цифровой камеры, а это означает, что недорогая технология может быть пригодна для использования в регионах с ограниченными ресурсами.

Пандемия COVID-19 создала общественное давление, которое часто сопровождается технологическими прорывами, и мы можем увидеть свидетельство этого в быстром создании и внедрении новых вакцин, продвигая технологии мРНК в открытую. Тем не менее, диагностические технологии также сделали скачок вперед благодаря множеству подходов, разработанных для обнаружения вирусов.
Хотя многие из таких подходов ценны, они не применимы во всех уголках мира. Например, в бедных и/или отдаленных регионах часто не хватает квалифицированного медицинского персонала или лабораторных ресурсов для эффективного использования этих технологий. Чтобы решить эту проблему, исследователи разработали простой вирусный диагностический тест, который сочетает в себе чувствительность более сложных клинических тестов с простотой использования и быстрыми результатами.

В технологии используется система редактирования генов CRISPR/Cas, которая может обнаруживать вирусный генетический материал, такой как вирус Sars-CoV-2. Однако обычное использование CRISPR/Cas требует нескольких этапов и сложного оборудования, особенно если количество генетического материала в образце очень мало. Чтобы сделать систему более удобной для пользователя, исследователи объединили CRISPR-Cas с люциферазой, встречающимся в природе биолюминесцентным белком.
Исследователи назвали свою методику LUNAS (датчик люминесцентной нуклеиновой кислоты). Технология включает амплификацию рекомбиназной полимеразы, метод амплификации нуклеиновых кислот, который не требует высоких температур или сложных термоциклеров, но работает при постоянной температуре около 38C.

В систему также входят белки CRISPR-Cas, присоединенные к фрагменту белка люциферазы. Когда белки связываются с вирусными нуклеиновыми кислотами, они также связываются друг с другом, воссоединяя фрагменты люциферазы и вызывая всплеск биолюминесценции, который можно легко заметить с помощью камеры смартфона. Данная технология может обеспечить результат всего за 20 минут.