在黑暗中可以发光的蛋白质提供廉价和快速诊断测试

生物荧光核酸传感器(Lunas)测试了匹配的速度和可访问性Covid-19侧流试验和PCR的灵敏度测试。

快速访问疾病诊断拯救生命,生动地说明在Covid-19大流行。然而即使测试疾病变得更容易获得用户面对之间的权衡PCR测试需要复杂和昂贵的分析可以需要几天的时间才能返回结果,或侧流试验产量结果几分钟然后但潜在的不敏感性。

Maarten Merkx埃因霍温科技大学表示,他的团队开始着手解决这对诊断测试速度和灵敏度之间的妥协。他解释说,他的团队之前的工作主要集中在荧光传感器,这需要光激发的缺点给发光的蛋白质。这个灯可以分散使目标荧光信号难以检测。生物荧光蛋白相比,像萤火虫,琵琶鱼和浮游植物在黑暗中发光。一般人认为生物荧光的强度过低灵敏度高设备。然而,这改变了当Promega公司开发了明亮的发光蛋白质NanoLuc稳定。

研究人员使用一个分裂的NanoLuc片段连接到一种Crispr-associated蛋白质(dCas9)工程绑定到一个特定的目标蛋白质的DNA和其它附加到dCas9蛋白质绑定到一个邻近节段。只有当两个片段绑定到目标DNA的整个NanoLuc蛋白质组装,让它产生可检测的蓝色信号picomolar (10^-12年摩尔/升)DNA浓度。

“我自己惊讶,信号足够明亮的被智能手机相机,读“Merkx说。然而,临床医生需要更高的灵敏度,所以Merkx和他的同事们介绍了重组酶聚合酶放大(战)反应增加DNA PCR所需浓度没有复杂的步骤。用这个测试产量的敏感性femtomolar范围(10^-15年摩尔/升)。

然而,蛋白质的生物发光背后的机制带来额外的障碍。Merkx解释说,蛋白质发光底物的催化氧化-一个有机分子添加连同一切。随着底物消耗,生物荧光降低随着时间的推移,难以量化的DNA负载信号。其他参数如pH值和温度的变化也会影响信号。

为了解决这个Merkx和同事添加第二个蛋白质,NanoLuc紧密地绑定到绿色荧光蛋白组成。这个绿色的发光蛋白质添加,所以bioluminesces不管目标DNA的存在,但仍受底物浓度的影响,温度和博士因此比较的蓝色和绿色排放作为标定装置,他们开创了把戏以前的生物荧光蛋白标记传感器两年前。

“这是一个神奇的作品,”说尼古拉斯Winssinger副主任,他是瑞士国家能力研究中心,专门从事有机化学和生物活性分子。他指出,则是一个极其强大的放大方法,但只解决了检测阈值的问题,而不是序列特异性或读出。这本平台提供了一个实际的、可伸缩的解决这两个问题,”他补充道。

已经证明了它可以匹配一个PCR Covid-19测试的敏感性在几分钟内,他们现在正在使用它对其他传染病如禽流感。他们还计划进一步发展与不同颜色的发光蛋白质检测多种疾病。