檢測病毒新招: DNA 綁定法

作者 | 發布日期 2013 年 10 月 31 日 18:09 | 分類 生物科技 , 醫療科技
Virus sensor

不論是針對流感、B型肝炎或愛滋病,科學家正研發一種低成本又快速地檢驗病毒的方法,以爭取治療的時效。透過釋放內嵌 DNA 片段的水凝膠,當病毒與 DNA 產生反應時,連帶牽動水凝膠收縮,檢驗人員就可以透過水凝膠的狀態偵測病毒有無。



德國波茨坦大學(University of Potsdam)Jaeoh Shin等人的研究,顯示出一種結合塊狀水凝膠與 DNA 片段的病毒偵測器的未來發展潛能:當這種物質碰到病毒顆粒時會開始收縮,檢驗人員看見收縮的現象,便代表有病毒存在。

原理:病毒表面蛋白質結合 DNA

這個偵測器的原理科學家並不陌生:病毒會與 DNA 片段結合,這導致 DNA 的雙股螺旋型態被拆開為兩條單鍊,接著吸附在病毒的表面。DNA 會不斷吸附上去,以致於總長度變短,根據他們的實驗結果,長度甚至可以縮短90%以上。

研究團隊因此設計一種內嵌了 DNA 片段的水凝膠,DNA 片段呈平行排列。當 DNA 片段吸附在病毒顆粒表面,也就順便拉動水凝膠,讓它像收縮一樣改變了形狀,數量一大就可以被觀察到,也就可以用來判定是否有病毒存在。

Virus sensor
▲內嵌在水凝膠的 DNA 片段呈平行排列,並且初遇中間的病毒顆粒。(Photo Credit: Jaeoh Shin etc.)

針對不同病毒設計不同 DNA

這項研究最重要的問題就是,必須要設計出針對不同病毒的 DNA 片段,讓它們只針對愛滋病或只針對流感等等。不過這其實好解決,Shin 表示不同病毒表面有不同的蛋白質結構,對吸附的 DNA 有不同的偏好,因此可以設計具針對性的 DNA 片段。

此外,研究團隊還需進一步確認凝膠收縮的現象確實是因為找到目標病毒,而不是受到其他因素影響,也就是說必須降低偽陽性檢驗結果的比率。

研究團隊的另一個任務是確保這種檢驗辦法夠平價,以及能夠因應全球各地天候或醫療環境不一的情況,否則在一堆其他也是要發展檢驗方法的研究中,根本沒有冒出頭商業化的可能,這對於目前許多緊急但經費短缺的醫療現狀有很大的幫助,尤其是在一些資源缺乏的發展中國家。

(Cover Photo Credit: Jaeoh Shin etc.)

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