Наноробот от ДНК молекули открива вируса на SARS-CoV-2 бързо и точно

Учени от Националния изследователски университет ИТМО, Санкт Петербург, Русия, създават наноробот от ДНК молекули, а задачата му е да открива патогените бързо и точно. Ефективността на робота е тествана за откриване на COVID-19.

Нанороботът

Екип от химици и биолози от ИТМО си поставя задачата да създаде система за откриването на инфекции в човешкото тяло, която да се използва лесно, но и да бъде максимално точна. Учените смятат, че тестове, които всеки си купува от аптеката и си прави в дома, са бързи, но имат ниска чувствителност. Много често, когато в тялото има малко количество от вируса, те показват фалшиво отрицателни резултати. От друга страна, PCR тестовете са точни, но те се извършват в лаборатория и за анализа на пробите е нужно скъпо оборудване и специалисти.

Екипът търси начин да създаде система, която е евтина, бърза и точна. Открива го в създаването на наноробот.

Роботът, който е невидим за човешкото око, съдържа структурни единици на ДНК и РНК или общо 215 нуклеотида. Към него прибавят четири специални лоста. Говорят за тях като за „ръце“.

Пробата за наличието на инфекция се анализира като в робота се добавя разтвор от ДНК и специално вещество, което е в състояние да освети и реално да визуализира резултата. Например, флуоресцентен субстрат.

Роботът е в състояние да открие вируса, дори когато той е в много малки количества.

Как ДНК роботът открива вирусната РНК

ДНК роботът приближава до нуклеиновата киселина и я обгръща с „ръцете“, за да се прикрепи към нея. По този начин започва активиране на процеса на разцепление на субстрата. Краят на процеса се вижда с помощта на спектрометър и появяването на флуоресцентен сигнал. Това е знак, че в организма има вирус. Когато няма вирусна РНК, няма да има реакция и сигнал.

>>>Създадоха ДНК машина, която открива различни патогени

Както разяснява водещият автор на изследването Ахмед Елдиб, асистент в Клъстера по химия и биология в ИТМО, сложната и навита структура на РНК не може да бъде развита само с две, затова и екипът използва четири ръце. „Както показват опитите ни за откриването на РНК на COVID-19, четирите ръце се справят със задачата много по-бързо и по-точно“, казва Ахмед Елдиб.

Бъдещето на проекта

Пред младите учени стои задачата да направят изобретението си достъпно.

„Задачата, която ни предстои, е да „опаковаме“ създадения от нас метод в удобна система за тестване в домашни условия. Другата ни голяма цел е да научим ДНК робота да разпознава не само COVID-19, но и други вируси както и туморни маркери“, споделя плановете на екипа Ахмед Елдиб.

Другите за ДНК робота

Тимофей Мосеев, научен сътрудник в Катедрата по органична и биомолекулярна химия на Уралския федерален университет определя изобретението като: „Безусловно голяма крачка по отношение на фундаметналните аспекти в развитието на хемосензорите, но и постижение, което ще има реално приложение, защото за да се установи точната терапия за лечение на пациента, е нужно бързо о точно определяне на патологията.“ Това ще бъде нужно на всички в бъдеще, но не бива да се пренебрегват и PCR тестовете, които имат своето запазено място в установяването на патологиите.

>>>Каква е точността на PCR тестовете

Старши изследователят от Института по имунология и физиология от Уралския отдел на Руската академия на науките Михаил Болков уточнява, че названието робот на технологията е по-скоро в преносен смисъл.

„Всъщност става дума за химически реагент, който е способен да разгъне РНК от биологична течност. Не е много ясно обаче на какво се основава движението на „ръцете“ му. Вероятно не е автоматично, а е определен ензим, обкновена химия“, коментира Михаил Болков и разяснява, че вероятно движението не е програмирано, а е по-скоро молекулярна структура с активен ензимен център. „Всичко зависи от от резултатите от тестовете и ако те са успешни, значи всичко е прекрасно.“