科學(xué)研究：檢測(cè)登革熱病毒只需兩分鐘

科學(xué)家利用DNA片段精心搭建出了一個(gè)可以捕捉病毒的框架。這種框架呈星狀結(jié)構(gòu)，主要是為了準(zhǔn)確地分離和捕獲血液中的登革熱病毒。它的出現(xiàn)為檢測(cè)由蚊子傳播的登革熱病毒提供了一種強(qiáng)大而簡(jiǎn)單的手段。

歷史上發(fā)生過多次嚴(yán)重的登革熱疫情。這種疾病可能會(huì)引起內(nèi)出血，有時(shí)甚至?xí)旅Ｄ壳?，醫(yī)療領(lǐng)域中還沒有出現(xiàn)經(jīng)得住考驗(yàn)的登革熱疫苗或靶向療法，因此早期的準(zhǔn)確檢測(cè)就顯得至關(guān)重要。

登革熱病毒的球形表面布滿了抗原，這是一類特殊的蛋白，可以幫助病毒附著在被感染的細(xì)胞上。王興（Xing Wang）是美國(guó)伊利諾伊大學(xué)香檳分校的生物化學(xué)家，他領(lǐng)導(dǎo)的科研團(tuán)隊(duì)利用DNA納米技術(shù)構(gòu)建了一個(gè)框架，對(duì)應(yīng)病毒表面蛋白的排列方式。這些“DNA五角星”的頂點(diǎn)與病毒的抗原位點(diǎn)對(duì)齊，而且在頂點(diǎn)上，還有可與抗原結(jié)合的分子。研究人員表示，他們?cè)O(shè)計(jì)了多個(gè)連接點(diǎn)，可以使結(jié)合變得非常準(zhǔn)確和牢固。因此，“DNA五角星”只會(huì)結(jié)合具有這種特定模式的病毒，一旦結(jié)合，星形就會(huì)發(fā)出熒光，提示病毒的存在。

尤明旭（Mingxu You，并未參與這項(xiàng)研究）是馬薩諸塞大學(xué)阿默斯特分校核酸化學(xué)研究組組長(zhǎng)，他表示：“這項(xiàng)研究提供了一個(gè)很好的案例，展示了DNA納米技術(shù)在解決實(shí)際問題時(shí)的能力。與目前的登革熱檢測(cè)技術(shù)相比，這種DNA探針表現(xiàn)出的靈敏度和簡(jiǎn)單程度都十分令人興奮?！?/p>

目前，檢測(cè)登革熱病的金標(biāo)準(zhǔn)仍然需要復(fù)雜的實(shí)驗(yàn)室準(zhǔn)備和技術(shù)培訓(xùn)。但王興表示：“我們的技術(shù)非常簡(jiǎn)單，做一次檢測(cè)只需要1到2分鐘，而且每次檢測(cè)的費(fèi)用只要50美分?！痹诎l(fā)表于《自然·化學(xué)》（Nature Chemistry）雜志的論文中，他們將這項(xiàng)技術(shù)與目前的臨床試驗(yàn)進(jìn)行了對(duì)比，并證明了新技術(shù)具有卓越的靈敏度和準(zhǔn)確性。他們表示，即使在表現(xiàn)出病癥以前，這種方法也應(yīng)該是有效的，而且這種DNA納米結(jié)構(gòu)無毒，對(duì)人體組織無害。

目前，王興正在與北卡羅來納州Atom Bioworks公司的首席執(zhí)行官舍伍德·姚（Sherwood Yao）合作，希望將這種檢測(cè)技術(shù)拓展到其他病毒上，比如寨卡病毒和流感病毒。當(dāng)然他們也希望這項(xiàng)技術(shù)能適用于細(xì)菌或癌細(xì)胞。舍伍德·姚有人工智能的背景，他對(duì)該技術(shù)中的模式識(shí)別方法很感興趣，并將其與人臉識(shí)別技術(shù)做了對(duì)比。他說：“這項(xiàng)技術(shù)為生物學(xué)提供了一個(gè)可編程接口，而我們的解決方案將成為一種基本工具，不僅可以用于檢測(cè)病原體，還可以用于抑制病原體?！?/p>

撰文：吉利恩·克雷默（Jillian Kramer）

翻譯：馬曉彤

文章來源：環(huán)球科學(xué)

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