Argonaute(Ago)蛋白在RNA干扰(RNAi)过程和由小分子RNA指导的基因表达调控中扮演着至关重要的角色,可应用于核酸扩增如PCR、环介导等温扩增(LAMP)等反应后进行直接的核酸切割以产生增强的荧光信号。然而,这类方法通常涉及使用更多种酶和更复杂的操作步骤,从而加大了流程的复杂性。
近日,韩国生物科学与生物技术研究所的团队在《Nature Communications》期刊上发表题为“ANCA: artificial nucleic acid circuit with argonaute protein for one-step isothermal detection of antibiotic-resistant bacteria”的研究文章。该研究提出了一种DNA检测技术,将人工核酸回路与Ago蛋白切割活性相结合(ANCA),建立了一个高特异性和指数级信号放大的正反馈回路。该反应为一步反应,并能通过改变核酸识别位点来检测不同的目标。
作者首先以肺炎克雷伯菌碳青霉烯酶(KPC)为靶标,对ANCA方法的不同组分进行了评估,并优化了ANCA法的反应温度和R、R*、Ago蛋白和Mg2+的浓度。随后,使用未经DNA纯化的ANCA法检测产碳青霉烯酶肺炎克雷伯菌(CPKP),证实了使用针对KPC和IMP的ANCA反应直接检测到目标抗生素耐药菌。最后,团队尝试使用ANCA方法从临床样本中诊断CPKP。收集患者直肠拭子143份(KPC阳性63份,阴性80份),将放置拭子的运输介质与ANCA试剂直接混合,在荧光监测下孵育,结果显示ANCA方法能够区分63个KPC阳性样本和79个阴性样本,且ANCA法和PCR法之间存在很强的相关性;对于200份临床和加菌样品的KPC诊断结果显示,临床敏感性和特异性分别为100%和98.7%,ROC分析得出曲线下面积(AUC)值为0.9997;共160份临床和模拟临床标本(80份IMP性,80份IMP阴性)的IMP诊断结果显示,IMP回路的临床敏感性和特异性分别为100%和100%,AUC为1.0。
该研究提出了一种用于分子检测的新策略(ANCA),基于Ago蛋白触发的交叉催化的连续自催化反应机制,使DNA的一步法、无需扩增的等温检测成为可能。该技术避免了DNA提取和扩增的必要性,同时有效检出了产碳青霉烯酶的CPKP。应用ANCA方法检测感染患者直肠拭子标本中的CPKP,灵敏度和特异性分别达到100%和100%。该方法有助于简单、快速、准确地诊断 CPKP,有助于预防医院感染。
论文链接:
https://www.nature.com/articles/s41467-023-43899-4
注:此研究成果摘自《Nature Communications》期刊,文章内容并不代表本网站的观点和立场,仅供参考。