Новый алгоритм представляет собой усовершенствованный инструмент, который может помочь в разработке зондов для обнаружения следовых количеств патогенов, как известных, так и неизвестных, в самых разных ситуациях, таких как передача от животного человеку инфекций, таких как SARS-CoV-2, или мониторинг резервуаров. в окружающей среде для возможных появляющихся патогенов.
На сегодняшний день в большинстве лабораторий есть объемные секвенированные образцы, трудоемкий и дорогостоящий процесс, который обычно требует от ученых выделения, а затем повторной сборки мельчайших фрагментов конкретной ДНК, которые трудно обнаружить и часто заражены миллиардами других организмов в том же образце или окружающей среде.
Например, патогенные микроорганизмы в образцах крови или слюны в клинических условиях или в условиях дикой природы особенно сложно изолировать, поскольку они могут легко составлять менее одной миллионной части образца, особенно на ранних стадиях инфекции, когда концентрации все еще низкие. и обнаружение наиболее важно для пациентов.
Исследователи успешно протестировали зонды на всем семействе коронавирусов, включая SARS-CoV-2.
Зонды обеспечивают быстрый доступ, выделяя, выделяя и идентифицируя последовательности ДНК – конкретно и одновременно – которые являются общими для родственных организмов, чаще всего из-за эволюционной истории или происхождения.
«Существуют тысячи бактериальных патогенов, и возможность определить, какой из них присутствует в образце крови пациента, может быстрее привести к правильному лечению, когда время очень важно», – объясняет Закери Диксон, ведущий автор исследования и аспирант в Кафедра биологии.
«Зонд делает идентификацию намного быстрее, а это означает, что мы потенциально можем спасти людей, которые в противном случае могли бы умереть», – говорит он.
Исследователи также продемонстрировали эффективность зондов для улавливания невероятно широкого спектра патогенов, связанных с сепсисом, опасным для жизни и быстро развивающимся состоянием, которое возникает, когда организм чрезмерно реагирует на инфекцию, которая обычно начинается в легких, мочевыводящих путях, коже или желудочно-кишечном тракте.
«В настоящее время нам нужны более быстрые, дешевые и сжатые способы обнаружения патогенов в образцах человека и окружающей среды, которые демократизируют охоту, и этот трубопровод делает именно это», – говорит эволюционный генетик Хендрик Пойнар, ведущий автор исследования и директор Центра древней ДНК Макмастера.
Открытие также имеет многообещающие возможности для более широкого применения в области здравоохранения и научных открытий, включая идентификацию кишечных паразитов в древней ДНК, которая может раскрыть новую информацию об эволюции катастрофических заболеваний.
Процесс, используемый для разработки зондов, конвейер, называемый HUBdesign или Hierarchical Unique Baits, описан в журнале Cell Reports: Methods, опубликованном сегодня в Интернете.