諾獎得主領導團隊研發新技術:5分鐘檢測新冠病毒
2020年10月12日07:06

原標題:諾獎得主領導團隊研發新技術:5分鐘檢測新冠病毒

中國科學報10月12日消息,2020年諾貝爾化學獎得主、美國加州大學伯克利分校教授Jennifer Doudna領導的研究小組利用CRISPR基因編輯技術,提出了一種只需5分鐘就能檢測出新冠病毒的方法。該測試方法不需要昂貴的實驗室設備來運行,可以在醫生的辦公室、學校和辦公樓中使用。相關成果發表於預印本平台medRxiv。

加州大學聖塔芭芭拉分校分子生物學家Max Wilson說,這看起來是一個絕對可靠的測試。

今年5月,兩個研究小組報告了一種基於CRISPR的新冠病毒檢測方法,這種方法可以在大約1小時內檢測出病毒,比傳統檢測方法所需的24小時快得多。而此次新提出的檢測方法是目前基於CRISPR最快的診斷方法。

CRISPR檢測的工作原理是識別一個約有20個堿基的RNA序列,這是新冠病毒特有的堿基序列。他們通過創造一種與目標RNA序列互補的“嚮導”RNA,在溶液中與目標RNA序列結合。當“嚮導”RNA與目標RNA結合時,CRISPR工具的Cas13“剪刀”酶就會啟動,並切斷附近的單鏈RNA。而且,剪切會釋放單獨的螢光粒子進入測試溶液中,當用激光照射樣本時,釋放出的螢光粒子就會發光,表明病毒存在。

最初的CRISPR檢測方法要求研究人員首先要擴增病毒RNA,然後再進行檢測診斷,這無疑增加了檢測的複雜性、成本和時間。這種新型CRISPR診斷方法不需要擴增新冠病毒RNA。

該團隊還花了幾個月的時間測試了數百種“嚮導”RNA,以找到多個可協同工作以提高檢測靈敏度的“嚮導”RNA。研究人員報告稱,使用單一的“嚮導”RNA,可以在每微升溶液中檢測到10萬個病毒。如果他們添加第二種“嚮導”RNA,每微升能檢測100個病毒。

共同領導該項研究的加州大學舊金山分校病毒學家Melanie Ott說,該方法仍然不如傳統的新冠病毒診斷裝置好,後者使用昂貴的實驗室機器追蹤病毒,可實現每微升追蹤一種病毒。不過,她說,新診斷方法能夠精確地識別一批5個陽性臨床樣本,每次試驗只需5分鐘,而標準試驗則需要1天或更長時間才能得到結果。

Wilson表示,新檢測方法還有另一個關鍵優勢:可以量化樣本中的病毒數量。當傳統測試通過擴增遺傳物質來達到檢測目的時,會改變現有的遺傳物質數量,從而無法明確樣本中病毒數量。與此相反,新檢測方法檢測到的螢光信號強度與樣本中的病毒數量成正比。這不僅揭示了樣本是否呈陽性,還揭示了患者攜帶了多少病毒。Wilson說,這些信息可以幫助醫生根據每個病人的情況製定治療方案。

(原題為《諾獎得主新技術:5分鐘檢測新冠病毒》)

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