使用社交账号登陆

当前位置: 主页 > 前沿 > 生物 • 医学

这种“DNA五角星”检测登革热病毒只需两分钟

时间: 2020年04月15日 | 作者: Jillian Kramer | 来源: 环球科学(huanqiukexue.com)
科学家利用DNA片段精心搭建出了一个可以捕捉病毒的框架。这种框架呈星状结构,主要是为了准确地分离和捕获血液中的登革热病毒。这为检测登革热病毒提供了一种强大而简单的手段


image.png

研究人员搭建了一个DNA框架(右),能与登革热病毒上的抗原蛋白结合,这些蛋白的作用是识别细胞上的特定蛋白质,帮助病毒感染细胞。而DNA框架一旦与病毒成功结合,框架就会发出荧光。


撰文 | 吉利恩·克雷默(Jillian Kramer)

翻译 | 马晓彤


历史上发生过多次严重的登革热疫情。这种疾病可能会引起内出血,有时甚至会致命。目前,医疗领域中还没有出现经得住考验的登革热疫苗或靶向疗法,因此早期的准确检测就显得至关重要。


登革热病毒的球形表面布满了抗原,这是一类特殊的蛋白,可以帮助病毒附着在被感染的细胞上。王兴是美国伊利诺伊大学香槟分校的生物化学家,他领导的科研团队利用DNA纳米技术构建了一个框架,对应病毒表面蛋白的排列方式。这些“DNA五角星”的顶点与病毒的抗原位点对齐,而且在顶点上,还有可与抗原结合的分子。研究人员表示,他们设计了多个连接点,可以使结合变得非常准确和牢固。因此,“DNA五角星”只会结合具有这种特定模式的病毒,一旦结合,星形就会发出荧光,提示病毒的存在。


尤明旭(并未参与这项研究)是马萨诸塞大学阿默斯特分校核酸化学研究组组长,他表示:“这项研究提供了一个很好的案例,展示了DNA纳米技术在解决实际问题时的能力。与目前的登革热检测技术相比,这种DNA探针表现出的灵敏度和简单程度都十分令人兴奋。”


目前,检测登革热病的金标准仍然需要复杂的实验室准备和技术培训。但王兴表示:“我们的技术非常简单,做一次检测只需要1到2分钟,而且每次检测的费用只要50美分。”在发表于《自然·化学》(Nature Chemistry)杂志的论文中,他们将这项技术与目前的临床试验进行了对比,并证明了新技术具有卓越的灵敏度和准确性。他们表示,即使在表现出病症以前,这种方法也应该是有效的,而且这种DNA纳米结构无毒,对人体组织无害。


目前,王兴正在与北卡罗来纳州Atom Bioworks公司的首席执行官舍伍德·姚(Sherwood Yao)合作,希望将这种检测技术拓展到其他病毒上,比如寨卡病毒和流感病毒。当然他们也希望这项技术能适用于细菌或癌细胞。舍伍德·姚有人工智能的背景,他对该技术中的模式识别方法很感兴趣,并将其与人脸识别技术做了对比。他说:“这项技术为生物学提供了一个可编程接口,而我们的解决方案将成为一种基本工具,不仅可以用于检测病原体,还可以用于抑制病原体。”