News & Views
POINT-OF-CARE DIAGNOSTICS
ソースの論文
Sensitive detection of SARS-CoV-2 on paper
Kaiyue Wu & Alexander A. Green
Nature Biomedical Engineering volume 6, pages928–929 (2022)
Published: 19 August 2022
紙ベースの診断薬は、使い捨ての低コストツールで、遠隔地でも使用できるため、ポイントオブケアのアプローチに革命をもたらす
ボストン大学のJinghong Li、Weimin Li、Ruijin Dengらは、重症急性呼吸器症候群コロナウイルス2型（SARS-CoV-2）を高感度に同定する紙ベースの診断器を開発した。わずか18日間で開発されたこの装置は、1マイクロリットルあたり400コピーのウイルス性リボ核酸（RNA）を検出でき、3種類のコロナウイルス（SARS-CoV、中東呼吸器症候群コロナウイルス（MERS-CoV）、SARS-CoV-2）と7種類のインフルエンザ亜型の識別が可能です。このアッセイは安価であり、評価や報告に熟練した技術者を必要としません。本研究は、学術誌「Nature Biomedical Engineering」に掲載されました。
紙ベースの核酸アッセイ。そのメカニズム
研究者らは、pHが下がると色が変わる（赤から黄色）pHインジケータを利用したMARVE（Multiplexed, Nucleic Acid-Free, Single Nucleotide-Resolved Viral Evolution）というアッセイを開発した。今回、著者らは銀（Ag）イオンとDNAプローブおよびウレアーゼという2つの成分との相互作用を巧妙に利用した。
Ag(I)イオンはDNAと相互作用してC-Ag-C複合体を形成する。遊離のAg(I)イオンは、尿素を弱塩基であるアンモニアに加水分解するウレアーゼ酵素を阻害する。
ウイルスRNAを検出するため、著者らはSARS-CoV-2の塩基配列と結合した後にAg(I)を放出するようにDNAプローブを設計した。放出されたAg(I)はウレアーゼ活性を抑制するため、pHが低下し、黄色く表示されるようになった。また、プローブにウイルスRNAが結合していない場合は、Ag(I)を保持し、活性化したウレアーゼが尿素を分解してアンモニアを生成し、pHが高くなり、赤色を示すようになる。
a, DNA-toehold交換プローブは、ウイルスRNAのターゲットと選択的に相互作用し、Ag(I)イオンを放出してウレアーゼ加水分解を阻害し、黄色の測定値を生成する低pH条件を確立する。点変異を持つ不正確なウイルスRNAはプローブを活性化できず、Ag(I)の放出が妨げられるため、ウレアーゼ加水分解が活発になり、赤色の読み出しが得られる高H状態になる。折り紙の層が互いに接触することで反応ステップが順次発生し、層間で反応中間体が移動する。読み取った結果は、スマートフォンで分析できる。パネルbはref.9, Springer Nature Ltd.の許可を得て掲載しています。9, Springer Nature Ltd.
0 件のコメント:
コメントを投稿