עיקרון מבחן חדש עבור חיידקים

DNAzymes פלורסנט כמו בדיקות של המטבוליטים חיידקי

חיידקים במזון, ביו-טרור, התנגדות של חיידקים ווירוסים - אלה הם כמה בעיות של זמננו שהופכים זיהוי מוקדם של פתוגנים חשובים במיוחד. בעוד שיטות קונבנציונליות הם או איטית או דורשים ציוד יקר, Yingfu Li יש וצוות מ אוניברסיטת מקמאסטר בהמילטון (אונטריו, קנדה), נתמך על ידי רשת נייר ביו סנטינל, עכשיו פיתחו מערכת הבדיקה פלורסנט מאוד פשוטה, אוניברסלית כי חיידקים להוכיח במהירות ובאופן ספציפי תוך התייחסות אחת המטבוליטים שלה. כפי החוקרים מדווחים בכתב העת Angewandte Chemie, זה לא צריך אפילו להיות מודע למה חומר למבחן מגיב.

באופן מסורתי, חיידקים מתגלים בצורה מיקרוביולוגית, וזה מדויק מאוד, אבל יכול לקחת ימים ואפילו שבועות. שיטות PCR או מבוססות נוגדנים הן מהירות אך דורשות שלבים רבים וציוד מיוחד. "חשבנו על שיטה פשוטה במיוחד, אך מהירה ומדויקת", אומר לי, "היא צריכה להיות גם אוניברסלית, כלומר צריך להיות אפשרי לפתח בדיקות לכל חיידק באמצעות אותו עיקרון".

"כאשר נבט עובר חילוף חומרים במדיום ומתרבה, הוא מפריש מספר רב של חומרים לסביבתו. רצינו להשתמש בזה", אומר לי. הרעיון: לייצר מה שנקרא DNAzymes המגיבים למוצר ספציפי לחיידק. DNA-zymes הם מולקולות DNA חד-גדיליות מלאכותיות בעלות פעילות קטליטית. ניתן לפתח מולקולות בעלות התכונה הרצויה ממאגר גדול של מולקולות DNA ברצף אקראי על ידי שלבי בחירה והגברה חוזרים.

בליבו של DNAzyme המעוצב נמצא נוקלאוטיד RNA יחיד. מימין ומשמאל של זה מחוברים צבע פלואורסצנטי ומרווה. מרווה הוא מולקולה שמכבה את הקרינה של צבע כאשר הוא נמצא בסמיכות אליו. החוקרים פיתחו DNAzyme הנקשר למטבוליט מסוים של חיידקי E. coli ומשנה את צורתו בתהליך. בצורה שונה זו, ל-DNAzyme יש תכונות של ביקוע RNA והוא חותך את הגדיל שלו בנקודה שבה נמצא נוקלאוטיד ה-RNA. זה מפריד בין המרווה לצבע והצבע מתחיל להאיר. הקרינה מצביעה על כך שחיידקי E. coli נמצאים בדגימה. מצד שני, DNAzyme זה אינו מגיב לחיידקים אחרים.

"באופן עקרוני, ניתן למצוא DNAzyme ספציפי לכל חיידק באמצעות בחירה ממוקדת", אומרת לי, "אין צורך להכיר את המטבוליט הזה וגם לא לבודד אותו מהדגימה." של דגימה לפני הבדיקה כך עדיין ניתן לזהות תא בודד.

מחבר: ינגפו לי, אוניברסיטת מקמאסטר, אונטריו (קנדה), http://www.science.mcmaster.ca/biochem/faculty/li/

Angewandte Chemie 2011, 123, לא. 16, 3835-3838, קישור קבוע למאמר: http://dx.doi.org/10.1002/ange.201100477

מקור: וינהיים [GDCh]