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新的基于 CRISPR 的 COVID-19 测试使用智能手机摄像头来发现病毒 RNA
这种低成本的诊断工具可以在 30 分钟内提供准确的结果,并且非常简单,可以在护理点甚至家中使用。
新的基于 CRISPR 的 COVID-19 测试使用智能手机摄像头来发现病毒 RNA
伯克利新闻 | 卡拉曼克 | 4 年 2020 月 XNUMX 日
识别和隔离可能感染冠状病毒的个体是限制疾病传播的关键。 但即使在大流行发生数月后,许多患者仍在等待几天才能收到 COVID-19 检测结果。
加州大学伯克利分校和格莱斯顿研究所的科学家们已经开发出 一种新的基于 CRISPR 的 COVID-19 诊断测试 在智能手机摄像头的帮助下,可以在 15 到 30 分钟内提供正面或负面的结果。 与许多其他可用的测试不同,该测试还给出了 病毒 负载或数量 病毒 样本中的颗粒,这可以帮助医生监测 COVID-19 感染的进展并估计患者的传染性。
“监测患者的感染过程可以帮助医疗保健专业人员估计感染阶段并实时预测康复可能需要多长时间以及个人应该隔离多长时间,”生物工程教授丹尼尔弗莱彻说。伯克利和该研究的领导者之一。
该技术是与格莱斯顿病毒学研究所所长、IGI 创始人梅兰妮·奥特 (Melanie Ott) 医学博士、博士合作设计的 珍妮弗·杜德娜,谁最近赢得了 2020诺贝尔化学奖 共同发现 CRISPR-CAS号 基因组编辑,这项工作的基础技术。
大多数 COVID-19 诊断测试依赖于一种称为 PCR 的方法,聚合酶链反应的缩写,它搜索 SARS-COV-2 病毒 RNA 在一个样本中。 这些 PCR 测试首先分离病毒 RNA,然后将 RNA 转化为 的DNA 然后“放大”DNA 片段——制作许多相同的副本——以便更容易检测到这些片段。
新的诊断测试利用了 CRISPR Cas13 蛋白质,它直接结合和切割 RNA 片段。 这消除了 DNA 转换和扩增步骤,并大大减少了完成分析所需的时间。
“我们对基于 CRISPR 的诊断感到兴奋的一个原因是有可能在需要时获得快速、准确的结果,”Doudna 说。 “这在检测机会有限或需要频繁、快速检测的地方尤其有用。 它可以消除我们在 COVID-19 中看到的许多瓶颈。”
在测试中,CRISPR Cas13 蛋白被“编程”以识别 SARS-CoV-2 病毒 RNA 的片段,然后与一种探针结合,该探针在切割时会发出荧光。 当 Cas13 蛋白被病毒 RNA 激活时,它们开始 劈开 荧光探针。 在手持设备的帮助下,智能手机相机可以测量产生的荧光。 荧光变亮的速度与样本中病毒颗粒的数量有关。
奥特说:“最近的 SARS-CoV-2 模型表明,我们需要以快速周转时间进行频繁测试来克服当前的大流行。” “我们希望通过增加测试,我们可以开始重新开放经济并保护最脆弱的人群。”
既然已经为 SARS-CoV-2 开发了基于 CRISPR 的检测方法,可以对其进行修改以检测其他病毒性疾病的 RNA 片段,如普通感冒、流感甚至人类免疫缺陷病毒。 该团队目前正在努力将测试打包成一种设备,该设备可以在诊所和其他即时护理场所使用,并且有一天甚至可以在家里使用。
Fletcher 说:“最终的目标是拥有一种个人设备,例如手机,能够检测一系列不同的病毒感染,并快速确定您是否患有普通感冒、SARS-Cov-2 或流感。” “这种可能性现在存在,工程师、生物学家和临床医生之间需要进一步合作才能实现这一目标。”
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