PLoS Biol：利用試紙條30秒內(nèi)純化動(dòng)物、植物和微生物的核酸

來源：作者：人氣：-發(fā)表時(shí)間：2017-11-23 09:27:00【大中小】

在一項(xiàng)新的研究中，來自澳大利亞昆士蘭大學(xué)的研究人員開發(fā)出一種新的試紙條（dipstick）而能夠快速地檢測(cè)病原體和診斷人類、動(dòng)物和植物疾病。相關(guān)研究結(jié)果于2017年11月21日發(fā)表在PLoS Biology期刊上，論文標(biāo)題為“Nucleic acid purification from plants, animals and microbes in under 30 seconds”。

dipstick快速地檢測(cè)病原體和診斷人類、動(dòng)物和植物疾病
圖片來自Michael Mason

這種試紙條的制作方法為將一張GE公司的Whatman#1濾紙的一半浸在熔化的蠟中，從而產(chǎn)生一個(gè)不透水的區(qū)域；在蠟?zāi)毯螅@張部分涂蠟的濾紙被切割成寬44毫米的長(zhǎng)方形條（大約91%的區(qū)域涂上蠟，9%的區(qū)域未涂蠟）；這個(gè)長(zhǎng)方形條隨后被切割成寬大約2毫米的試紙條，每根試紙條具有一個(gè)核酸結(jié)合區(qū)和一個(gè)手柄。

為了利用這種試紙條純化核酸，這些研究人員以葉子組織為例進(jìn)行說明。他們將葉子組織浸入到含有500μl細(xì)胞裂解液（20 mM Tris [pH 8.0], 25 mM NaCl, 2.5 mM EDTA, 0.05% SDS）和兩個(gè)滾珠的試管中。他們接著讓這種試紙條浸入到葉子組織的粗提液中來結(jié)合核酸，隨后又讓它浸入到清洗液中（10 mM Tris [pH 8.0], 0.1% Tween-20），最后將它浸入到擴(kuò)增反應(yīng)液中，從而結(jié)合到它上的核酸洗脫下來。在洗脫后，這種試紙條被丟棄，并將擴(kuò)增反應(yīng)液轉(zhuǎn)移到一臺(tái)熱循環(huán)儀中進(jìn)行擴(kuò)增反應(yīng)。

加入Whatman#1與直接加DNA實(shí)驗(yàn)比較

昆士蘭大學(xué)農(nóng)業(yè)與食品科學(xué)學(xué)院的Jimmy Botella教授說，這種技術(shù)能夠在不存在專業(yè)設(shè)備或人員的情形下在短短30秒內(nèi)提取出活生物中的DNA和RNA。

他說，“我們成功地在巴布亞新幾內(nèi)亞偏遠(yuǎn)的種植園中利用這種試紙條診斷生病的樹，而且將它應(yīng)用于牲畜、人類樣品和食品中的病原體，以及用于檢測(cè)環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)，如被大腸桿菌污染的水。

” “這種方法將給發(fā)達(dá)國(guó)家和發(fā)展中國(guó)家的人提供一種解決一系列農(nóng)業(yè)、健康和環(huán)境問題的新方法。”

Botella教授說，當(dāng)前的商業(yè)化試劑盒能夠通過一種漫長(zhǎng)而繁瑣的過程來分離DNA和RNA，這需要專業(yè)的實(shí)驗(yàn)室設(shè)備，這就是在現(xiàn)場(chǎng)開展這種分離是不切實(shí)際的。

這些研究人員起初為特定的植物開發(fā)出這種試紙條技術(shù)，隨后發(fā)現(xiàn)它能夠純化來自很多農(nóng)業(yè)上重要的植物物種的DNA。

Botella教授說，“我們發(fā)現(xiàn)它具有更加廣泛的意義，這是因?yàn)樗軌虮挥脕砑兓瘉碜匀搜骸⒉《尽⒃醋员桓腥镜闹参锘騽?dòng)物的真菌性病原體和細(xì)菌性病原體的DNA或RNA。”

昆士蘭大學(xué)的商業(yè)化公司UniQuest已為這種試紙條技術(shù)提交了專利申請(qǐng)，并且正在尋找商業(yè)伙伴來擴(kuò)大它的應(yīng)用。

Botella教授說，“我們的技術(shù)消除了對(duì)用于樣品制備的專業(yè)實(shí)驗(yàn)室的需求，而且比任何現(xiàn)存的其他技術(shù)更加簡(jiǎn)單、更加快速和更加便宜，從而使得每個(gè)人都能夠得到診斷。”

“我們的試紙條與我們的團(tuán)隊(duì)開發(fā)出的其他技術(shù)相結(jié)合在一起，意味著從樣品收集到獲得最終的診斷結(jié)果的這整個(gè)診斷過程能夠在醫(yī)院、農(nóng)場(chǎng)、旅館房間或者甚至在偏遠(yuǎn)地區(qū)（如熱帶叢林）中輕松地開展。”

文章來源

Yiping Zou, Michael Glenn Mason, Yuling Wang et al. Nucleic acid purification from plants, animals and microbes in under 30 seconds. PLoS Biology, Published: November 21, 2017, doi:10.1371/journal.pbio.2003916