V-kosmose.com

Выявление вирусов и бактерий может быть ускорено вычислительными методами

Выявление вирусов и бактерий может быть ускорено вычислительными методами

Фото: CC0 Public Domain

Международная команда исследователей использовала комбинацию теоретических и экспериментальных методов для разработки стратегии выявления ДНК инфекционных заболеваний.

Нынешняя пандемия коронавируса подчеркивает необходимость быстрого и точного выявления инфекционных заболеваний. Важно отметить, что необходимо различать вирусные инфекции, такие как коронавирус, и бактериальные инфекции, например, связанные с устойчивостью к противомикробным препаратам (AMR). Обычно это делается с помощью комплементарной последовательности, которая избирательно связывается с интересующим геном. Обычно это делается путем нацеливания на одну длинную последовательность ДНК, уникальную для патогена.

Тем не менее, исследователи полагают, что гораздо более высокой селективности можно достичь путем одновременного нацеливания на множество более коротких последовательностей, встречающихся с большей частотой в интересующем патогене, чем в ДНК других организмов, которые могут присутствовать в образцах пациентов.

Другими словами, вместо разработки молекулярных зондов, которые прочно связываются с одним местом на целевой ДНК, исследователи должны создавать зонды, которые слабо связываются по всей ДНК-мишени. Создание таких относительно коротких последовательностей зондов в настоящее время является стандартной процедурой, и последовательности можно заказать онлайн.

Экспериментальная часть проекта началась с экспериментов в Кембридже, показавших, что метод может работать в принципе на смеси вирусной ДНК и коллоидов, покрытых короткими комплементарными нитями. Затем началось моделирование, чтобы предсказать, какая комбинация последовательностей зондов даст наиболее высокую селективность.

Эта часть проекта до сих пор тестировалась только на компьютерных моделях. Следующим шагом является проведение экспериментов на реальных смесях вирусной и бактериальной ДНК.

Эта работа была выполнена до пандемии COVID-19. Однако текущая чрезвычайная ситуация иллюстрирует необходимость в надежных и высокоселективных методах для быстрой идентификации конкретных вирусов, особенно в «нетехнологичных» средах.