Science >> Wetenschap >  >> nanotechnologie

Onderzoekers ontwikkelen een economisch hulpmiddel om de identificatie van ziekteverwekkende pathogenen te vergemakkelijken

In tegenstelling tot PCR is DETECTR (DNA-endonuclease-targeted CRISPR trans reporter) een eenvoudiger assay of test die afhankelijk is van CRISPR-Cas-nuclease voor de detectie van pathogeen DNA. Kim en de onderzoekers van UT Austin hebben met succes de FRET-sonde vervangen door een Subak-reporter in de DETECTR-test, waardoor de testkosten aanzienlijk zijn verlaagd.

Subak-reporters zijn gebaseerd op een speciale klasse van zogenaamde fluorescerende zilveren nanoclusters. Ze bestaan ​​uit 13 zilveratomen die rond een korte DNA-streng zijn gewikkeld:een organisch/anorganisch samengesteld nanomateriaal dat te klein is om met het blote oog zichtbaar te zijn en in grootte varieert van 1 tot 3 nanometer (een miljardste van een meter). .

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

Hoofdonderzoeker Tim Yeh, universitair hoofddocent biomedische technologie aan de Cockrell School of Engineering aan de UT Austin, en zijn team hebben de Subak-reporters geprogrammeerd om een ​​andere kleur uit te zenden wanneer ze worden verteerd door nucleasen.

"Deze zilveren nanoclusters met DNA-sjabloon zenden aanvankelijk groene fluorescentie uit, maar ondergaan een opmerkelijke kleurverandering naar helder rood wanneer DNA wordt gefragmenteerd door nucleasen, " zei Kim. "De kleurverandering van Subak-reporters is goed zichtbaar onder een UV-lamp", ook al is het eigenlijke apparaat minuscuul.

Subak-reporters kosten slechts $ 1 per nanomolecuul om te maken. Daarentegen kost FRET, waarvoor verschillende fluorescerende kleurstoffen nodig zijn die meer nodig hebben om resultaat te krijgen, $62 per nanomolecuul om te produceren, zei Kim.

Kim en Madhav L. Ghimire, SMU's Dean's Postdoctoral Fellow aan de Moody School of Graduate and Advanced Studies van SMU, werkten samen met Yeh om de zilveren nanoclusters van DNA/AgNC te optimaliseren en te karakteriseren. Dit omvatte onder meer het verhogen van de intensiteit van de groene en rode fluorescentie voor en na fragmentatie door nucleasen.

Karakterisering omvatte het bevestigen van de grootte, structuur en de stabiliteit van de nanoclusters in specifieke omgevingen.

"Optimalisatie van deze goedkope detectoren is essentieel om hun fluorescentie-eigenschappen te monitoren, de stabiliteit van nanoclusters te garanderen, de grootte en structuur te controleren, en vooral om hun gevoeligheid en selectiviteit in verschillende omgevingsomstandigheden te verbeteren, waardoor ze betrouwbaarder worden voor het detectiedoel", zegt Ghimire. zei.

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.

Meer informatie: Hong, S.et al, een niet-FRET DNA-reporter die de fluorescentiekleur verandert bij nucleasedigestie. Natuurnanotechnologie (2024). DOI:10.1038/s41565-024-01612-6

Aangeboden door Southern Methodist University




Meer >

Meer >

Hoofdlijnen

  1. Wetenschappers ontdekken dat de meeste blauwe vinvissen rechtshandig zijn, behalve wanneer ze omhoog zwemmen
  2. Wat de neus niet weet, helpt dieren in het wild:olfactorische signalen gebruiken om kwetsbare soorten te beschermen
  3. Onder het zee-ijs, aanschouw de oude Arctische kwallen
  4. De structurele verschillen tussen zenuwen en bloedvaten
  5. Hoe spreken felle kleuren kinderen aan?
  6. Waarom zijn sommige dieren moeilijker te klonen dan andere?
  7. Zuid-Amerikaanse brulapen zijn mogelijk meer bedreigd dan eerder werd gedacht
  8. Arbusculaire mycorrhiza-schimmelgemeenschappen blootgesteld met nieuwe benadering van DNA-sequencing
  9. Hoe transhumanisme werkt

Wetenschap