Een nieuw instrument zou de kosten voor het diagnosticeren van infectieziekten kunnen verlagen.

Biomedische onderzoekers van de Universiteit van Texas in Austin hebben een nieuwe, goedkopere manier ontwikkeld om de vertering van nucleases te detecteren – een van de cruciale stappen in veel Nucleïnezuur sensortoepassingen, zoals die worden gebruikt om COVID-19 en andere infectieziekten te identificeren. 

Een nieuwe studie gepubliceerd in het tijdschrift Natuur Nanotechnologie laat zien dat dit goedkope hulpmiddel, Subak genaamd, effectief is in het bepalen wanneer nucleïnezuursplitsing plaatsvindt, wat gebeurt wanneer een enzym genaamd nuclease nucleïnezuren, zoals DNA of RNA, in kleinere fragmenten afbreekt. 

De traditionele manier om nuclease-activiteit te identificeren, de Fluorescentie Resonantie Energie Transfer (FRET)-sonde, kost 62 keer meer om te produceren dan de Subak-reporter. 

“Om diagnostiek toegankelijker te maken voor het publiek, moeten we de kosten verlagen”, zegt Soonwoo Hong, een Ph.D. student in het laboratorium van Tim Yeh, universitair hoofddocent aan de afdeling Biomedische Technologie van de Cockrell School of Engineering, die het werk leidde. “Elke verbetering in de detectie van nucleïnezuren zal onze testinfrastructuur versterken en het gemakkelijker maken om ziekten zoals COVID-19 op grote schaal te detecteren.”

Het onderzoeksteam – waartoe ook Jennifer Brodbelt, hoogleraar scheikunde aan het UT Austin's College of Natural Sciences, en MinJun Kim, hoogleraar werktuigbouwkunde aan de Lyle School of Engineering van de Southern Methodist University behoorden – verving de traditionele FRET-sonde door een Subak-reporter in een test genaamd DETECTR (op DNA-endonuclease gerichte CRISPR-transreporter).

Subak-reporters zijn gebaseerd op een speciale klasse fluorescerende nanomaterialen die bekend staan ​​als zilveren nanoclusters. Ze bestaan ​​uit 13 zilveratomen, verpakt in een korte DNA-streng. Dit organische/anorganische composiet nanomateriaal is te klein om met het blote oog zichtbaar te zijn en varieert van 1 tot 3 nanometer (een miljardste van een meter) in grootte.

Nanomaterialen op deze lengteschaal, zoals halfgeleiderkwantumdots, kunnen zeer lichtgevend zijn en verschillende kleuren vertonen. Fluorescerende nanomaterialen hebben toepassingen gevonden in tv-schermen en biosensoren, zoals de Subak-verslaggevers.

We hebben heel duidelijk bewijs uit massaspectrometrie dat transformatie van Ag₁₃ naar Ag₁₀ onderstreept de groene naar rode kleurconversie die in het monster werd waargenomen, na vertering van de DNA-sjabloon.”

Jennifer Brodbelt, hoogleraar scheikunde aan het UT Austin's College of Natural Sciences

Subak-reporters, die bij kamertemperatuur kunnen worden gesynthetiseerd in een eenpotreactie, kosten slechts $ 1 per nanomol om te maken. De FRET-sonde – die complexe stappen gebruikt om een ​​donorkleurstof en een quencher te labelen – kost daarentegen $62 per nanomol om te produceren. 

“Deze zeer lichtgevende zilveren nanoclusters kunnen kwantumdots worden genoemd, omdat ze een sterke, op grootte afstelbare fluorescentie-emissie vertonen als gevolg van het kwantumopsluitingseffect,” zei Yeh. “Niemand kan de clustergrootte (en de bijbehorende emissiekleur) precies afstemmen tot onze demonstratie van Subak”, wat de innovatie van dit onderzoek benadrukt. 

Naast het verder testen van de Subak-reporter op nucleasevertering, wil het team ook onderzoeken of deze een sonde kan zijn voor andere biologische doelwitten. 

Het werk wordt ondersteund door een subsidie ​​van de National Science Foundation aan Yeh en Brodbelt.

• Door SEO aangedreven content en PR-distributie. Word vandaag nog versterkt.
• PlatoData.Network Verticale generatieve AI. Versterk jezelf. Toegang hier.
• PlatoAiStream. Web3-intelligentie. Kennis versterkt. Toegang hier.
• PlatoESG. carbon, CleanTech, Energie, Milieu, Zonne, Afvalbeheer. Toegang hier.
• Plato Gezondheid. Intelligentie op het gebied van biotech en klinische proeven. Toegang hier.
• Bron: https://www.news-medical.net/news/20240227/Innovative-Subak-tool-offers-affordable-solution-for-detecting-nuclease-digestion.aspx