DNA ネットは効果的にスパイクタンパク質を標的とし、COVID-19 ウイルスを非常に低いレベルで検出します

DNA鎖から織られた小さなネットは、COVID-19を引き起こすウイルスのスパイクタンパク質を捕らえ、迅速かつ高感度の診断テストのためにウイルスを照らし、ウイルスが細胞に感染するのを妨げ、抗ウイルスへの新しい可能性のある経路を開くことができます新しい研究によると、治療。

イリノイ大学アーバナ シャンペーン校の研究者と共同研究者は、Journal of the American Chemical Society に掲載された論文で、ヒト細胞培養で COVID-19 を検出して阻止する DNA ネットの能力を実証しました。

「このプラットフォームは、PCR の感度と抗原検査の速度と低コストを兼ね備えています」と、イリノイ大学の生物工学および化学の教授で研究リーダーの Xing Wang 氏は述べています。 「このような検査が必要な理由はいくつかあります。1 つは、次のパンデミックに備えるためです。もう 1 つは、現在進行中のウイルスの流行を追跡するためです。コロナウイルスだけでなく、HIV やインフルエンザなどの致命的で経済的に影響力のある他のウイルスも追跡します。」

DNA はその遺伝的特性で最もよく知られていますが、機能を実行したり、タンパク質と同様に他の構造に特異的に結合したりできるカスタム ナノスケール構造に折りたたむこともできます。 イリノイ州のグループが開発した DNA ネットは、コロナウイルスのスパイクタンパク質に結合するように設計されています。スパイクタンパク質は、ウイルスの表面から突き出ており、ヒト細胞の受容体に結合して感染する構造です。 結合すると、ネットは蛍光シグナルを発し、安価なハンドヘルド デバイスで約 10 分で読み取ることができます。

研究者らは、彼らの DNA ネットが効果的にスパイクタンパク質を標的とし、非常に低いレベルでウイルスを検出できることを実証しました。これは、臨床検査室から結果を返すのに 1 日以上かかる可能性があるゴールド スタンダード PCR 検査の感度と同等です。

この技術にはいくつかの利点があると Wang 氏は述べています。 特別な準備や機器を必要とせず、室温で実行できるため、ユーザーはサンプルを溶液に混ぜて読み取るだけです。 研究者は、この方法はテストごとに 1.26 ドルかかると研究で見積もっています。

「この手段のもう 1 つの利点は、まだ感染力のあるウイルス全体を検出し、感染力がなくなった可能性のある断片と区別できることです」と Wang 氏は述べています。 これにより、患者と医師は感染性があるかどうかをよりよく理解できるようになるだけでなく、コミュニティレベルのモデリングと、廃水などによる活発な発生の追跡が大幅に改善される可能性があります。

さらに、DNAネットは生細胞培養におけるウイルスの拡散を抑制し、抗ウイルス活性はDNAネット足場のサイズとともに増加しました。 これは、治療薬としての DNA 構造の可能性を示している、と Wang は述べた。

「私は、パンデミックの最初の段階で、テストのためのプラットフォームを構築するだけでなく、同時に阻害するためのプラットフォームを構築するというこのアイデアを思いつきました」とWang氏は述べた. 「阻害剤に取り組んでいる他の多くのグループは、ウイルス全体、または抗体へのアクセスを提供するウイルスの一部を包み込もうとしています。体に抗体を形成させたいので、これは良くありません.中空のDNAネット構造により、抗体はまだウイルスにアクセスできます。」

王氏によると、DNA ネット プラットフォームは他のウイルスに適応させることができ、1 回のテストで複数のウイルスを検出できるように多重化することもできます。

「私たちは、プラグアンドプレイプラットフォームとして使用できる統合技術を開発しようとしています.DNAセンサーの高い結合親和性、検出限界の低さ、低コスト、迅速な準備を利用したいと考えています. .

国立衛生研究所は、診断プログラムの迅速な加速を通じてこの作業をサポートしました。 研究者は、RADx プログラムを通じて引き続き取り組み、DNA ネット プラットフォームの臨床応用を探求し、加速させます。

Wang は、Holonyak Micro and Nanotechnology Lab および Carl R. Woese Institute for Genomic Biology (イリノイ州) とも提携しています。