科學研究:檢測登革熱病毒隻需兩(liang) 分鍾

科學家利用DNA片段精心搭建出了一個(ge) 可以捕捉病毒的框架。這種框架呈星狀結構,主要是為(wei) 了準確地分離和捕獲血液中的登革熱病毒。它的出現為(wei) 檢測由蚊子傳(chuan) 播的登革熱病毒提供了一種強大而簡單的手段。
曆史上發生過多次嚴(yan) 重的登革熱疫情。這種疾病可能會(hui) 引起內(nei) 出血,有時甚至會(hui) 致命。目前,醫療領域中還沒有出現經得住考驗的登革熱疫苗或靶向療法,因此早期的準確檢測就顯得至關(guan) 重要。
登革熱病毒的球形表麵布滿了抗原,這是一類特殊的蛋白,可以幫助病毒附著在被感染的細胞上。王興(xing) (Xing Wang)是美國伊利諾伊大學香檳分校的生物化學家,他領導的科研團隊利用DNA納米技術構建了一個(ge) 框架,對應病毒表麵蛋白的排列方式。這些“DNA五角星”的頂點與(yu) 病毒的抗原位點對齊,而且在頂點上,還有可與(yu) 抗原結合的分子。研究人員表示,他們(men) 設計了多個(ge) 連接點,可以使結合變得非常準確和牢固。因此,“DNA五角星”隻會(hui) 結合具有這種特定模式的病毒,一旦結合,星形就會(hui) 發出熒光,提示病毒的存在。
尤明旭(Mingxu You,並未參與(yu) 這項研究)是馬薩諸塞大學阿默斯特分校核酸化學研究組組長,他表示:“這項研究提供了一個(ge) 很好的案例,展示了DNA納米技術在解決(jue) 實際問題時的能力。與(yu) 目前的登革熱檢測技術相比,這種DNA探針表現出的靈敏度和簡單程度都十分令人興(xing) 奮。”
目前,檢測登革熱病的金標準仍然需要複雜的實驗室準備和技術培訓。但王興(xing) 表示:“我們(men) 的技術非常簡單,做一次檢測隻需要1到2分鍾,而且每次檢測的費用隻要50美分。”在發表於(yu) 《自然·化學》(Nature Chemistry)雜誌的論文中,他們(men) 將這項技術與(yu) 目前的臨(lin) 床試驗進行了對比,並證明了新技術具有卓越的靈敏度和準確性。他們(men) 表示,即使在表現出病症以前,這種方法也應該是有效的,而且這種DNA納米結構無毒,對人體(ti) 組織無害。
目前,王興(xing) 正在與(yu) 北卡羅來納州Atom Bioworks公司的首席執行官舍伍德·姚(Sherwood Yao)合作,希望將這種檢測技術拓展到其他病毒上,比如寨卡病毒和流感病毒。當然他們(men) 也希望這項技術能適用於(yu) 細菌或癌細胞。舍伍德·姚有人工智能的背景,他對該技術中的模式識別方法很感興(xing) 趣,並將其與(yu) 人臉識別技術做了對比。他說:“這項技術為(wei) 生物學提供了一個(ge) 可編程接口,而我們(men) 的解決(jue) 方案將成為(wei) 一種基本工具,不僅(jin) 可以用於(yu) 檢測病原體(ti) ,還可以用於(yu) 抑製病原體(ti) 。”
撰文:吉利恩·克雷默(Jillian Kramer)
翻譯:馬曉彤
文章來源:環球科學
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