科学家们已经开发出了Subak，一种具有成本效益的检测核酸酶消化的工具。这项突破性技术使用荧光银纳米团簇来指示酶活性，为传统的FRET探针提供了一种更简单、更便宜的替代方案。由于每个Subak报告器的生产成本仅为1美元，这一创新有望显著降低核酸传感应用的成本，包括COVID-19检测。来源:SciTechDaily.com
研究人员介绍了Subak，一种廉价的纳米技术用于检测核酸酶消化的工具，在COVID-19鉴定等核酸传感应用中至关重要，为FRET探针提供了经济高效的替代方案。
南卫理公会大学纳米技术专家MinJun Kim帮助德克萨斯大学奥斯汀分校的一组研究人员开发了一种更便宜的检测核酸酶消化的方法，这是许多核酸传感应用(例如用于识别COVID-19的应用)的关键步骤之一。
核酸检测是鉴定传染病病原的主要方法。在2019冠状病毒病大流行期间，全世界每天进行数百万次PCR检测，因此降低这些检测的成本非常重要。
核酸检测研究进展
今天(2月13日)发表在《自然纳米技术》杂志上的一项研究表明，这种被称为Subak的低成本工具可以有效地判断核酸酶何时发生了消化，即一种叫做核酸酶的酶将核酸(如DNA或RNA)分解成更小的片段。
鉴定核酸酶活性的传统方法是荧光共振能量转移(FRET)探针，其生产成本是Subak报告器的62倍。
发表在《自然纳米技术》(Nature Nanotechnology)杂志上的一项研究表明，一种名为Subak的低成本工具可以有效地判断核酸酶何时发生了消化，即核酸酶将核酸(如DNA或RNA)分解成更小的片段。研究人员对Subak报告蛋白进行了编程，使其在被核酸酶消化时发出不同的颜色。来源:Nature Nanotechnology
苏巴克诉公司nventional方法
SMU莱尔工程学院Robert C. Womack主席、BAST实验室首席研究员Kim说:“Subak报告比基于fret的系统更具成本效益和更简单，提供了一种检测核酸酶活性的替代方法。”“今天的许多核酸检测方法，如PCR和DETECTR，在最后的步骤中仍然依赖于FRET探针的使用。”
与PCR不同，DETECTR (DNA内切酶靶向CRISPR反转录报告基因)是一种更简单的测定或测试，它依赖于CRISPR- cas核酸酶进行致病性DNA检测。Kim和UT Austin的研究人员已经成功地将DETECTR检测中的FRET探针替换为Subak reporter，从而大大降低了检测成本。
苏巴克的创新纳米技术
Subak报告是基于一类特殊的荧光银纳米团簇。它们是由13个银原子包裹在一条短DNA链上组成的——一种有机/无机复合纳米材料，它太小了，肉眼看不到，尺寸在1到3纳米(一米的十亿分之一)之间。
这种长度尺度的纳米材料可以是高度发光的，比如量子点，并表现出不同的颜色。荧光纳米材料已经在电视显示器和生物传感领域得到了应用，比如Subak报告器。
首席研究员蒂姆·叶(Tim Yeh)是德克萨斯大学奥斯汀分校科克雷尔工程学院的生物医学工程副教授，他和他的团队对Subak记者进行了编程，使其在被核酸酶消化时发出不同的颜色。
金说:“这些DNA模板化的银纳米团簇最初发出绿色荧光，但当DNA被核酸酶分裂时，会经历一种显着的颜色转换，变成明亮的红色。”“苏巴克记者的颜色变化在紫外线灯下很容易看到，”尽管实际设备很小。
苏巴克记者的成本效益
Subak报告器每个纳米分子的制造成本仅为1美元。相比之下，FRET -需要使用不同的荧光染料，需要更多的效果-成本62美元每纳米分子生产，金说。成本的显著降低可能会使核酸检测领域发生革命性变化，使检测更容易获得和负担得起。
未来的方向和优化
Kim和Madhav L. Ghimire(新加坡管理大学穆迪研究生和高级研究学院院长博士后)与Yeh合作，优化和表征了DNA/AgNC银纳米簇。这包括在核酸酶裂解前后增加绿色和红色荧光的强度。
表征包括确定纳米团簇在特定环境中的大小、结构和稳定性。
“优化这些低成本探测器对于监测它们的荧光特性，确保纳米簇的稳定性，控制尺寸和结构至关重要，最重要的是提高它们在各种环境条件下的灵敏度和选择性，使它们更可靠地用于传感目的，”Ghimire说。
除了进一步测试Subak报告蛋白的核酸酶消化功能外，研究小组还想研究它是否可以作为其他生物靶标的探针。
参考文献:“在核酸酶消化时改变荧光颜色的非fret DNA报告”，作者:Soonwoo Hong, Jada N. Walker, Aaron T. Luong, Jonathan Mathews, Samuel W. J. Shields, kuyu - an, Yuan-I Chen, Trung Duc Nguyen, Yujie He, Anh-Thu Nguyen, Madhav L. Ghimire, Min Jun Kim, Jennifer S. Brodbelt和hshin - chih Yeh, 2024年2月13日，Nature Nanotechnology。DOI: 10.1038 / s41565 - 024 - 01612 - 6
