諾貝爾獎得主領導團隊開發新技術:在5分鐘內測試新型冠狀病毒
據"中國科學報"10月12日報道,加州大學伯克利分校(University of California,Berkley)教授杜德納(JenniferDoudna)曾在2020年獲得諾貝爾化學獎,他領導的一個團隊提出了一種利用CRISPR基因編輯技術在5分鐘內檢測新型冠狀病毒的方法。該測試方法不需要昂貴的實驗室設備就能運行,可以用于醫生辦公室、學校和辦公樓。相關結果發表在預印平臺medRxiv上。
加州大學圣巴巴拉分校的分子生物學家MaxWilson說,這看起來是一個絕對可靠的測試。
今年5月,兩個團隊報告了一種基于crispr的新型冠狀病毒檢測方法,它可以在大約一小時內檢測出病毒,比傳統檢測所需的24小時速度要快得多。新的檢測方法是目前基于crispr的最快診斷方法。
CRISPR檢測的工作原理是識別約20個堿基的RNA序列,這是新型冠狀病毒獨特的堿基序列。它們與溶液中的目標RNA序列結合,生成一個"向導"RNA,以補充目標RNA序列。當向導RNA與目標RNA結合時,CRISPR工具的Cas13剪刀酶啟動并切斷附近的單鏈RNA。此外,剪切會將單個熒光粒子釋放到測試溶液中,當樣品被激光照射時,釋放出的熒光粒子發出光,表明病毒的存在。
最初的CRISPR檢測方法要求研究人員首先擴增病毒RNA,然后再對其進行檢測和診斷,這無疑增加了檢測的復雜性、成本和時間。這種新的CRISPR診斷方法不需要擴增新的冠狀病毒RNA。
研究小組還花了幾個月的時間來測試數百個"向導"RNA,以找到多個"向導"RNA,它們可以協同工作來提高檢測靈敏度。研究人員報告說,每升溶液中可以檢測到100000種病毒,使用一種"向導"RNA。如果他們添加第二個"向導"RNA,他們就能檢測到每微升100種病毒。
參與這項研究的加州大學(University of California,San Francisco)病毒學家梅拉尼奧特(MelanieOtt)表示,這種方法仍不如傳統的新型冠狀病毒診斷設備好,后者使用昂貴的實驗室機器來追蹤每升追蹤一種病毒的病毒。不過,她說,新的診斷方法可以準確識別一組五份陽性臨床樣本,每次試驗只需五分鐘,而標準試驗則需要一天或更長時間才能得到結果。
威爾遜說,這種新方法還有另一個關鍵的優點:它可以量化樣本中病毒的數量。當傳統的檢測達到通過放大遺傳物質檢測的目的時,現有遺傳物質的數量就會改變,因此不可能確定樣本中病毒的數量。相反,新檢測方法檢測到的熒光信號的強度與樣本中病毒的數量成正比。這不僅可以揭示樣本是否呈陽性,還可以揭示病人攜帶多少病毒。威爾遜說,這些信息可以幫助醫生根據每個病人的情況制定治療方案。