Un nuovo strumento potrebbe ridurre i costi per la diagnosi delle malattie infettive.
I ricercatori biomedici dell’Università del Texas ad Austin hanno sviluppato un modo nuovo e meno costoso per rilevare la digestione delle nucleasi, uno dei passaggi critici in molte applicazioni di rilevamento degli acidi nucleici, come quelle utilizzate per identificare il COVID-19 e altre malattie infettive.
Un nuovo studio pubblicato sulla rivista Natura Nanotecnologia mostra che questo strumento a basso costo, chiamato Subak, è efficace nel determinare quando avviene la scissione dell’acido nucleico, che avviene quando un enzima chiamato nucleasi scompone gli acidi nucleici, come DNA o RNA, in frammenti più piccoli.
Il modo tradizionale di identificare l’attività della nucleasi, la sonda FRET (Fluorescent Resonance Energy Transfer), costa 62 volte di più da produrre rispetto al reporter Subak.
“Per rendere la diagnostica più accessibile al pubblico, dobbiamo ridurre i costi”, ha affermato Soonwoo Hong, Ph.D. studente nel laboratorio di Tim Yeh, professore associato presso il Dipartimento di Ingegneria Biomedica della Cockrell School of Engineering, che ha guidato il lavoro. “Qualsiasi miglioramento nel rilevamento degli acidi nucleici rafforzerà la nostra infrastruttura di test e renderà più semplice il rilevamento su vasta scala di malattie come COVID-19”.
Il gruppo di ricerca – che comprendeva anche Jennifer Brodbelt, professoressa di chimica al College of Natural Sciences dell’UT Austin, e MinJun Kim, professore di ingegneria meccanica alla Lyle School of Engineering della Southern Methodist University – ha sostituito la tradizionale sonda FRET con il reporter Subak in un test chiamato DETECTR (reporter trans CRISPR mirato all’endonucleasi del DNA).
I reporter di Subak si basano su una classe speciale di nanomateriali fluorescenti noti come nanocluster d’argento. Sono costituiti da 13 atomi d’argento avvolti all’interno di un corto filamento di DNA. Questo nanomateriale composito organico/inorganico è troppo piccolo per essere visibile a occhio nudo e ha una dimensione compresa tra 1 e 3 nanometri (un miliardesimo di metro).
I nanomateriali su questa scala di lunghezza, come i punti quantici dei semiconduttori, possono essere altamente luminescenti e presentare colori diversi. I nanomateriali fluorescenti hanno trovato applicazioni nei display televisivi e nei biosensing, come hanno riferito i giornalisti di Subak.
“Abbiamo prove molto chiare dalla spettrometria di massa che la trasformazione da Ag13 all’Ag10 sottolinea la conversione del colore da verde a rosso osservata nel campione, dopo la digestione del modello di DNA,” ha detto Brodbelt.
I reporter Subak, che possono essere sintetizzati a temperatura ambiente in una reazione a vaso singolo, costano solo 1 dollaro per nanomole. Al contrario, la produzione della sonda FRET, che impiega passaggi complessi per etichettare un colorante donatore e un quencher, costa 62 dollari per nanomole.
“Questi nanocluster d’argento altamente luminescenti possono essere chiamati punti quantici poiché mostrano una forte emissione di fluorescenza regolabile in termini di dimensioni a causa dell’effetto di confinamento quantistico”, ha detto Yeh. “Nessuno può regolare con precisione la dimensione del cluster (e il corrispondente colore di emissione) fino alla nostra dimostrazione di Subak”, il che evidenzia l’innovazione di questa ricerca.
Oltre a testare ulteriormente il reporter Subak per la digestione delle nucleasi, il team vuole anche indagare se possa essere una sonda per altri bersagli biologici.
Il lavoro è sostenuto da una sovvenzione della National Science Foundation a Yeh e Brodbelt.
Da un’altra testata giornalistica. news de www.sciencedaily.com
