В настоящее время наиболее широко используемая методология обнаружения вирусов – это диагностика с помощью полимеразной цепной реакции (ПЦР), при которой амплифицируется и обнаруживается часть вирусного генома. Предварительное знание соответствующих праймерных нуклеиновых кислот вируса является квинтэссенцией для этого теста.
Платформа обнаружения, разработанная исследователями KAIST, определяет вирусную активность без амплификации конкретных мишеней нуклеиновых кислот. Исследовательская группа, возглавляемая профессором Шен Ли и профессором Юсиком Кимом из Департамента химической и биомолекулярной инженерии, создала универсальную платформу обнаружения вирусов, используя отличительные особенности поверхности с привитым PPFPA и двухцепочечных РНК.
Ключевым принципом этой платформы является использование отличительных черт реактивных поверхностей с привитым полимером, которые служат универсальной платформой для иммобилизации функциональных молекул.
Эти активированные поверхности могут использоваться в широком спектре приложений, включая разделение, доставку и обнаружение. Поскольку длинные двухцепочечные РНК являются обычными побочными продуктами транскрипции и репликации вирусов, эти поверхности с привитыми PPFPA могут обнаруживать присутствие различных видов вирусов без предварительного знания их геномных последовательностей.
«Мы использовали силиконовую поверхность с привитым PPFPA для разработки универсальной платформы обнаружения вирусов путем иммобилизации антител, распознающих двухцепочечные РНК», – сказал профессор Ким.
Чтобы повысить чувствительность обнаружения, исследовательская группа разработала аналоги двухэтапного процесса обнаружения для иммуноферментного сэндвич-анализа, в котором связанные двухцепочечные РНК затем визуализируются с использованием меченных флуорофором антител, которые также распознают двухцепочечную вторичную структуру РНК.
Используя разработанную платформу, длинные двухцепочечные РНК могут быть обнаружены и визуализированы из смеси РНК, а также из полных клеточных лизатов, которые содержат смесь различных распространенных загрязнителей, таких как ДНК и белки.
С помощью этого инструмента исследовательская группа успешно выявила повышенный уровень вирусов гепатита С и А.
"Эта новая технология позволяет нам подойти к обнаружению вирусов с новой точки зрения. Нацеливаясь на общий биомаркер, вирусные двухцепочечные РНК, мы можем разработать платформу для предварительного скрининга, которая может быстро отличить инфицированные популяции от неинфицированных ", – сказал профессор Ли.
«Эта платформа обнаружения открывает новые перспективы для диагностики инфекционных заболеваний. Это обеспечит быструю и точную диагностику инфицированного населения и предотвратит наплыв массовых вспышек ", – сказал профессор Ким.
Эта работа представлена в «Биомакромолекулы». Эта работа была поддержана Агентством оборонного развития (грант UD170039ID), Министерством науки и ИКТ (NRF-2017R1D1A1B03034660, NRF-2019R1C1C1006672) и проектом KAIST Future Systems Healthcare Project Министерства науки и ИКТ (KAISTHEALTHCARE42).