Новый метод детекции идентифицирует бактерии, вирусы и другие организмы за 24 часа

Технология детекции, разработанная в Ливерморской национальной лаборатории им. Лоуренса (LLNL), может стать новым инструментом для правоохранительных органов, выявляющих биотеррористические атаки, врачей, диагностирующих заболевания, и регуляторных агентств, проверяющих безопасность продуктов.

Разработка, известная как Ливерморский микробный детектирующий массив (LLMDA), позволяет обнаружить в течение 24 часов любой вирус или бактерию, чья последовательность ДНК/РНК известна и включена в набор проб (пробов) массива.

LLMDA, разработанный в период с октября 2007 по февраль 2008 года, обнаруживает вирусы и бактерии с помощью 388 000 проб, расположенных в шахматном порядке на стеклянной пластине размером 1 дюйм в ширину и 3 дюйма в длину.

Текущая версия LLMDA содержит пробы, способные обнаружить более 2000 вирусов и около 900 бактерий.

"Это важно, потому что заполняет разрыв между стоимостью и производительностью, что актуально для многих задач: биозащиты, общественного здравоохранения и безопасности продукции", — сказал Том Слезак, руководитель группы.

В отличие от существующих систем биозащиты, ориентированных на приоритетный набор высокорисковых патогенов, LLMDA позволяет идентифицировать не только их, но и любые другие секвенированные бактерии или вирусы в образце, включая возможные новые или возникающие патогены.

Планируется оценка массива для оперативного биофорезического использования в Национальном центре анализа и противодействия биологической защите Министерства внутренней безопасности США.

Преимущества и применение

• Широта охвата: Один тест может выявить десятки бактерий и вирусов из всего спектра секвенированных организмов. Текущие методы мультиплексной полимеразной цепной реакции (PCR) позволяют обнаружить не более 50 организмов за один тест.
• Безопасность продукции: В апреле исследователи с помощью LLMDA подтвердили наличие безвредного вируса свиней PCV-1 в вакцине Rotarix компании GlaxSmithKline. Технология позволяет производителям выявлять потенциально опасные биологические загрязнители.

Принцип работы и развитие

На массиве для каждого секвенированного в мире вируса или бактерии есть несколько десятков "квадратов" (проб), идентифицирующих последовательности этого организма.

Процесс начинается с очистки ДНК или РНК из образца (например, мокроты или крови). Образец маркируется флуоресцентным красителем и гибридизируется на микрочипе при 42°C (~107.6°F). Сканер и программное обеспечение детектируют "засветившиеся" пробы, идентифицируя присутствие вирусных или бактериальных последовательностей.

Команда уже тестирует LLMDA следующего поколения с 2.1 миллиона проб, представляющих:

• ~178 000 вирусных последовательностей от ~5 700 вирусов.
• ~785 000 бактериальных последовательностей от тысяч бактерий.
• ~237 000 грибковых последовательностей.
• ~202 000 последовательностей от 75 простейших.

Пробы на массиве планируется обновлять новыми последовательностями из GenBank и других публичных баз данных примерно раз в год.

LLMDA рассматривается как инструмент, занимающий нишу между ПЦР-машинами и полным секвенированием.