นักวิจัยชาวดัตช์รวม CRISPR กับการเรืองแสงจากสิ่งมีชีวิตเข้าด้วยกันในการทดสอบเชิงทดลองโรคติดเชื้อ

นักวิจัยในเนเธอร์แลนด์ระบุว่าโปรตีนออกหากินในเวลากลางคืนที่พัฒนาขึ้นใหม่สามารถเร่งและลดความซับซ้อนในการวินิจฉัยโรคไวรัสได้
การศึกษาของพวกเขาซึ่งตีพิมพ์เมื่อวันพุธในสิ่งพิมพ์ของ ACS อธิบายถึงวิธีการที่มีความละเอียดอ่อนในขั้นตอนเดียวสำหรับการวิเคราะห์กรดนิวคลีอิกของไวรัสอย่างรวดเร็วและลักษณะของพวกมันโดยใช้โปรตีนสีน้ำเงินหรือสีเขียวที่เปล่งประกาย
การระบุเชื้อโรคโดยการตรวจจับลายนิ้วมือของกรดนิวคลีอิกเป็นกลยุทธ์สำคัญในการวินิจฉัยทางคลินิก การวิจัยทางชีวการแพทย์ และการติดตามความปลอดภัยของอาหารและสิ่งแวดล้อมการทดสอบปฏิกิริยาลูกโซ่โพลีเมอเรสเชิงปริมาณ (PCR) ที่ใช้กันอย่างแพร่หลายนั้นมีความไวสูง แต่จำเป็นต้องมีการเตรียมตัวอย่างที่ซับซ้อนหรือการตีความผลลัพธ์ ทำให้ทำไม่ได้ในทางปฏิบัติสำหรับสถานพยาบาลบางแห่งหรือสถานที่ที่มีทรัพยากรจำกัด
กลุ่มนี้จากประเทศเนเธอร์แลนด์เป็นผลมาจากความร่วมมือระหว่างนักวิทยาศาสตร์จากมหาวิทยาลัยและโรงพยาบาลเพื่อพัฒนาวิธีตรวจวินิจฉัยกรดนิวคลีอิกที่รวดเร็ว พกพาสะดวก และใช้งานง่าย ซึ่งสามารถนำไปใช้ในสภาพแวดล้อมที่หลากหลาย
โดยได้รับแรงบันดาลใจจากแสงหิ่งห้อย แสงหิ่งห้อย และดาวดวงเล็กๆ ของแพลงก์ตอนพืชในน้ำ ซึ่งทั้งหมดนี้ขับเคลื่อนโดยปรากฏการณ์ที่เรียกว่าการเรืองแสงจากสิ่งมีชีวิตเอฟเฟกต์เรืองแสงในที่มืดนี้เกิดจากปฏิกิริยาทางเคมีที่เกี่ยวข้องกับโปรตีนลูซิเฟอเรสนักวิทยาศาสตร์ได้รวมโปรตีนลูซิเฟอเรสเข้ากับเซ็นเซอร์ที่ปล่อยแสงเพื่ออำนวยความสะดวกในการสังเกตเมื่อพบเป้าหมายแม้ว่าสิ่งนี้จะทำให้เซ็นเซอร์เหล่านี้เหมาะอย่างยิ่งสำหรับการตรวจจับ ณ จุดดูแล แต่ปัจจุบันเซ็นเซอร์เหล่านี้ยังขาดความไวสูงที่จำเป็นสำหรับการทดสอบวินิจฉัยทางคลินิกแม้ว่าวิธีการแก้ไขยีน CRISPR จะสามารถให้ความสามารถนี้ได้ แต่ก็ต้องใช้หลายขั้นตอนและอุปกรณ์พิเศษเพิ่มเติมเพื่อตรวจจับสัญญาณอ่อนที่อาจเกิดขึ้นในตัวอย่างที่มีความซับซ้อนและมีเสียงดัง
นักวิจัยได้ค้นพบวิธีรวมโปรตีนที่เกี่ยวข้องกับ CRISPR เข้ากับสัญญาณเรืองแสงที่สามารถตรวจจับได้ด้วยกล้องดิจิตอลธรรมดาเพื่อให้แน่ใจว่ามีตัวอย่าง RNA หรือ DNA เพียงพอสำหรับการวิเคราะห์ นักวิจัยได้ทำ recombinase polymerase amplification (RPA) ซึ่งเป็นเทคนิคง่ายๆ ที่ทำงานที่อุณหภูมิคงที่ประมาณ 100°Fพวกเขาได้พัฒนาแพลตฟอร์มใหม่ที่เรียกว่า Luminescent Nucleic Acid Sensor (LUNAS) ซึ่งโปรตีน CRISPR/Cas9 ทั้งสองชนิดมีความเฉพาะเจาะจงสำหรับส่วนที่ติดกันต่างกันของจีโนมของไวรัส โดยแต่ละส่วนจะมีชิ้นส่วนของลูซิเฟอเรสที่เป็นเอกลักษณ์ติดอยู่ด้านบน
เมื่อมีจีโนมของไวรัสจำเพาะที่ผู้วิจัยกำลังตรวจสอบอยู่ โปรตีน CRISPR/Cas9 สองตัวจะจับกับลำดับกรดนิวคลีอิกเป้าหมายพวกมันอยู่ใกล้กัน ทำให้โปรตีนลูซิเฟอเรสที่ไม่บุบสลายก่อตัวและปล่อยแสงสีน้ำเงินเมื่อมีสารตั้งต้นทางเคมี-เพื่อพิจารณาถึงสารตั้งต้นที่ใช้ในกระบวนการนี้ นักวิจัยได้ใช้ปฏิกิริยาควบคุมที่ปล่อยแสงสีเขียวหลอดที่เปลี่ยนสีจากสีเขียวเป็นสีน้ำเงินบ่งบอกถึงผลลัพธ์ที่เป็นบวก
นักวิจัยได้ทดสอบแพลตฟอร์มของตนโดยพัฒนาวิธีทดสอบ RPA-LUNAS ซึ่งตรวจพบได้อาร์เอ็นเอ SARS-CoV-2โดยไม่มีการแยก RNA ที่น่าเบื่อ และแสดงให้เห็นถึงประสิทธิภาพในการวินิจฉัยตัวอย่างจากผ้าเช็ดโพรงจมูกโควิด 19ผู้ป่วย.RPA-LUNAS ตรวจพบ SARS-CoV-2 ได้สำเร็จภายใน 20 นาทีในตัวอย่างที่ปริมาณไวรัส RNA ต่ำเพียง 200 ชุด/ไมโครลิตร
นักวิจัยเชื่อว่าการทดสอบนี้สามารถตรวจพบไวรัสอื่นๆ อีกมากมายได้อย่างง่ายดายและมีประสิทธิภาพ“RPA-LUNAS มีความน่าสนใจสำหรับการทดสอบโรคติดเชื้อ ณ จุดดูแล” พวกเขาเขียน