Платформа MARVE определит штамм коронавируса без секвенирования

Основной метод выявления SARS-CoV-2 — количественная ПЦР с обратной транскрипцией (RT-qPCR). С его же помощью можно выявлять определенные штаммы коронавируса, например, омикрон (подробнее — на PCR.NEWS). Но он обладает определенными недостатками, такими как необходимость в громоздком оборудовании. И все равно основным способом определения штамма остается секвенирование. Ученые из Китая создали портативную платформу MARVE (multiplexed, nucleic-acid-amplification-free, single-nucleotide-resolved viral evolution), которая позволяет быстро и недорого определить мутации и штаммы SARS-CoV-2.

MARVE — система для обнаружения РНК вируса и мутаций во всех вариантах SARS-CoV-2 с помощью ДНК-зондов. Лимит детекции системы составляет 400 молекул на микролитр. ДНК-зонд состоит из двух цепей, одна из которых длиннее другой на 15 нуклеотидов. Липкий конец гибридизируется с РНК патогена, несмотря на формирование вторичной структуры РНК. Вторая часть зонда состоит из обязательных семи нуклеотидов, которые связаны комплементарно, за исключением одной пары цитозинов. Эта пара помогает зафиксировать ион Ag(I), что приводит к образованию структуры C-Ag(I)-C.

Зонд связывается с РНК вируса с помощью удлиненной цепи, что приводит к замещению второй цепи зонда. Это объясняется формированием более стабильной структуры. Формирование новой структуры зонда после связывания приводит к высвобождению иона Ag(I), который является ингибитором уреазы, что ведет за собой изменение pH раствора и его цвета с красного на желтый. Детектировать изменение цвета можно как на глаз, так и с помощью смартфона.

Определение SARS-CoV, MERS-CoV и SARS-CoV-2 происходит на участке N- и E-гена. Определение штамма SARS-CoV-2 (альфа, бета, гамма и дельта) происходит с помощью обнаружения однонуклеотидных замен в гене S-белка.

Чтобы новым методом можно было воспользоваться вне лаборатории, все реакции перенесли на бумагу, которую складывают по принципу оригами. Загрузка образца, испускание иона и pH-визуализация происходят последовательно при сворачивании бумаги. При определении штамма SARS-CoV-2 на бумаге располагаются несколько рабочих зон — контрольная для детекции RNase P, NE для определения генов N и E, а также зона для выявления мутаций в S-гене. Тест-система показывает результат через 30 минут с начала анализа, а также обладает низкой стоимостью (приблизительно 30 центов за тест).

Авторы говорят о том, что их технологию можно использовать и для обнаружения других вирусов, таких как вирус денге и Зика, которые тоже представляют большую опасность.