Naujas mikrobų tyrimo principas
Fluorescenciniai DNR fermentai kaip bakterijų metabolitų zondai
Mikrobai maiste, bioterorizmas, atsparumas bakterijoms ir virusams – tai keletas šių laikų problemų, dėl kurių ypač svarbu kuo anksčiau nustatyti ligos sukėlėjus. Nors įprasti metodai yra lėti arba reikalauja sudėtingos įrangos, Yingfu Li ir McMaster universiteto Hamiltone (Ontarijas, Kanada) komanda, palaikoma Sentinel Bioactive Paper Network, sukūrė ypač paprastą universalią fluorescencijos bandymo sistemą, kuri greitai aptinka mikrobus. ir konkrečiai remiantis vienu iš jų metabolitų. Kaip praneša mokslininkai žurnale Angewandte Chemie, net nebūtina žinoti, į kurią medžiagą reaguoja bandymas.
Tradiciškai mikrobai aptinkami mikrobiologiniu būdu, kuris yra labai tikslus, tačiau gali užtrukti kelias dienas ar net savaites. PGR arba antikūnais pagrįsti metodai yra greiti, tačiau reikalauja daug žingsnių ir specialios įrangos. "Turėjome omenyje ypač paprastą, tačiau greitą ir tikslų metodą, - sako Li. - Jis taip pat turėtų būti universalus, o tai reiškia, kad bet kokio mikrobų testus turėtų būti galima sukurti pagal tą patį principą."
„Kai gemalas metabolizuojasi terpėje ir dauginasi, jis į aplinką išskiria labai daug medžiagų. Norėjome tai panaudoti“, – sako Li. Idėja: gaminti vadinamuosius DNR fermentus, kurie reaguoja į gemalams būdingą produktą. DNRzimai yra dirbtinės vienos grandinės DNR molekulės, turinčios katalizinį aktyvumą. Molekulės su norimomis savybėmis gali būti sukurtos iš didelio DNR molekulių telkinio su atsitiktine seka kartotiniais atrankos ir amplifikacijos etapais.
Sukurto DNAzyme centre yra vienas RNR nukleotidas. Dešinėje ir kairėje jo pusėje yra pritvirtinti fluorescenciniai dažai ir gesintuvas. Gesintuvas yra molekulė, kuri gesina dažo fluorescenciją, kai yra arti jo. Mokslininkai sukūrė DNR fermentą, kuris jungiasi prie specifinio E. coli bakterijų metabolito ir proceso metu keičia jo formą. Šioje modifikuotoje formoje DNRzimas turi RNR skaidymo savybių ir nupjauna savo grandinę toje vietoje, kur yra RNR nukleotidas. Tai atskiria gesintuvą nuo dažų ir dažai pradeda fluorescuoti. Fluorescencija rodo, kad mėginyje yra E. coli bakterijų. Kita vertus, šis DNR fermentas nereaguoja į kitas bakterijas.
„Iš esmės bet kuriam gemalui konkretų DNR fermentą galima rasti taikant tikslinę atranką“, – sako Li. „Nebūtina nei žinoti šio metabolito, nei jo išskirti iš mėginio.“ mėginio prieš tyrimą. vis tiek galima aptikti vieną ląstelę.
Autorius: Yingfu Li, McMaster universitetas, Ontarijas (Kanada), http://www.science.mcmaster.ca/biochem/faculty/li/
Angewandte Chemie 2011, 123, Nr. 16, 3835-3838, nuolatinė nuoroda į straipsnį: http://dx.doi.org/10.1002/ange.201100477
Šaltinis: Weinheim [ GDCh ]
