Ученые Университета ИТМО и Университета Центральной Флориды разработали ДНК-машину для обнаружения патогенов — опасных для здоровья вирусов, бактерий и других микроорганизмов. Новый метод, в отличие от ПЦР-тестов, не требует использования дорогого оборудования. Разработка позволяет проводить тестирование даже при комнатной температуре. С помощью цветового сигнала результат можно увидеть невооруженным глазом.
Дарья Горбенко, сотрудник международного научного центра SCAMT Университета ИТМО:
— Как работает ДНК-машина?
— ДНК-машина представляет собой небольшую (20–30 нуклеотидов) ДНК-платформу, к которой привязаны специальные участки — гибридизационные «руки». ДНК-машина, приближаясь к цепочке РНК, своими «руками» связывает ее сложно свернутую структуру и заставляет нуклеиновую кислоту развернуться. Происходит это благодаря такому свойству, как комплементарность — способности нуклеиновых кислот притягиваться друг к другу и создавать пары. После гибридизации с нуклеиновой кислотой происходит колориметрическая окраска: при добавлении дополнительных химических реагентов (бесцветного субстрата, гемина и перекиси водорода) возникает реакция — и раствор из прозрачного становится цветным. Если аналита — например, искомой нуклеиновой кислоты патогена — не было в растворе, раствор останется прозрачным.
— В чем ее преимущество перед «обычными» ПЦР-тестами?
— У нашей технологии есть несколько основных преимуществ перед ПЦР. Во-первых, реакцию видно даже невооруженным глазом. Благодаря этому отпадает необходимость в термоциклерах и спектрофотометрах для регистрации сигнала. Во-вторых, стоимость реагентов значительно ниже и система более транспортабельна, что позволяет использовать ее в местах оказания медицинской помощи или дома. Также это делает технологию более доступной для стран третьего мира. В-третьих, технология способна реагировать на однонуклеотидные замены, что выгодно отличает ее от ПЦР в реальном времени. При этом система не уступает ПЦР в чувствительности и может детектировать единицы геномных эквивалентов. Время анализа также сравнимо с тестами ПЦР 1,5–2 часа, но в будущем его можно сократить.
— Можно ли будет внедрить эту технологию в широкую практику и как скоро?
— Мы надеемся, что внедрение этой технологии станет возможным в течение нескольких лет. Перед этим в нее еще требуется внести некоторые технические усовершенствования, а также нужно расширить «библиотеку» детектируемых объектов. Предложенная технология может быть упакована в компактный прибор закрытого типа, который требует на вход только образец — например, спинномозговую жидкость. Для обслуживания такого прибора не нужен специально обученный персонал.
Иллюстрация к статье:
Обсуждение