Инженеры Массачусетского технологического института (MIT) разработали одноразовый ДНК-датчик стоимостью всего 50 центов (около 40 рублей), который можно использовать вне лаборатории — в том числе в домашних условиях. Он не требует сложного хранения и стабилен даже при высоких температурах.
Технология основана на электрохимических датчиках, использующих систему редактирования генов CRISPR. Когда фермент Cas12 обнаруживает специфическую последовательность, связанную с заболеванием, он активируется и начинает разрезать ДНК на электроде датчика. Это изменяет электрический сигнал, который фиксируется с помощью портативного устройства — потенциостата.
Одна из главных проблем предыдущих подобных разработок заключалась в том, что ДНК-покрытие быстро разрушалось под воздействием окружающей среды. Чтобы решить эту проблему, ученые использовали дешевое полимерное покрытие из поливинилового спирта, которое защищает ДНК.
«После высыхания оно создает прочный барьер от факторов, способных повредить ДНК, таких как активные формы кислорода», — объясняет руководитель исследования Ариэль Фурст (Ariel Furst). По ее словам, покрытие сохраняет стабильность минимум два месяца даже при температуре до 65 °C.
Конструкция датчика проста: это полоска золотой фольги с ДНК-покрытием, наклеенная на пластиковую основу. ДНК прикрепляется к золоту с помощью серосодержащей молекулы — тиола. Перед использованием полимерную пленку смывают, и датчик готов к работе.
В ходе тестирования исследователи успешно обнаружили PCA3 (prostate cancer antigen 3) — биомаркер рака предстательной железы, который можно выявить в моче. Технология также работает с различными типами образцов, включая слюну и мазки из носа, и может быть адаптирована для выявления инфекционных заболеваний, таких как вирус папилломы человека и ВИЧ.
В экспериментах система успешно обнаруживала PCA3 (prostate cancer antigen 3) — биомаркер рака простаты, который можно выявить в моче. Датчик также работает с образцами слюны, мазками из носа и может быть адаптирован для диагностики различных инфекций, включая вирус папилломы человека и ВИЧ.
Мы сосредоточены на разработке диагностики, которую смогут использовать люди с ограниченным доступом к медицине. Наша цель — создать датчик, который можно применять прямо на месте, без визита в клинику. Его можно будет использовать дома.
Ариэль Фурст (Ariel Furst), профессор MIT, руководитель исследования
Читать далее:
Наша Вселенная прибыла из другого мира: теория мироздания оказалась неверна?
Вирус герпеса перестраивает геном человека, но есть способ его остановить
Этот паразит годами незаметно поедает мозг: названы главные признаки
Иллюстрация на обложке: Courtesy of the researchers; edited by MIT News
