Разработан инновационный метод, способный обнаружить любой болезнетворный вирус
Новый вычислительный метод под названием «CATCH» создает молекулярные «приманки» для любого вируса и всех его известных штаммов, включая те, которые присутствуют в небольших количествах в клинических образцах. Этот подход призван помочь небольшим секвенирующим центрам по всему миру в проведении эпиднадзора за болезнями, что имеет решающее значение для борьбы с эпидемиями.
Во время вспышки вируса Зика в 2015–16 гг. Представители общественного здравоохранения боролись за сдерживание эпидемии. В то же время ученые со всего мира пытались понять генетику этого загадочного вируса. Проблема была в том, что в крови больного пациента не так много частиц вируса Зика. Искать его в клинических образцах — все равно что искать иголку в стоге сена.
Новый вычислительный метод помогает преодолеть это препятствие. Исследование было проведено аспирантом Массачусетского технологического института Хайденом Мецки и доктором наук Кэти Сиддл.
Основой метода служит технология «обогащение» клинических образцов для поиска конкретного вируса. Для этого исследователи используют своего рода генетическую «приманку» для иммобилизации генетического материала целевого вируса, чтобы можно было удалить не целевой генетический материал.
Ученые из лаборатории Sabeti успешно использовали приманки, которые представляют собой молекулярные зонды, сделанные из коротких нитей РНК или ДНК и соединённые с кусочками вирусной ДНК, для анализа геномов вируса Эбола и Ласса.
«Мы хотели переосмыслить технологию „обогащения“, чтобы сделать её более эффективным инструментом для наблюдения. Мы решили попробовать нацеливаться примерно на 20 вирусов одновременно, и в конечном итоге сумели масштабировали до 356 болезнетворных вирусных видов», — говорит Метский.
Вычислительный метод «CATCH» от «Compact Aggregation of Targets for Comprehensive Hybridization» (Компактная агрегация целей для комплексной гибридизации), позволяет пользователям разрабатывать индивидуальные наборы зондов для захвата генетического материала любой комбинации видов микроорганизмов, включая вирусы.
Для полноценного запуска CATCH пользователи могут легко вводить геномы всех форм всех вирусов человека, которые были загружены в базу данных последовательностей GenBank Национального информационного центра биотехнологии. Программа определяет лучший набор зондов на основе того, что пользователь хочет восстановить, будь то все вирусы или только их подмножество. Список последовательностей зондов можно отправить одной из немногих компаний, которые синтезируют зонды для исследований. Ученые и клинические исследователи, желающие обнаружить и исследовать микробы, могут затем использовать зонды для захвата желаемой микробной ДНК для секвенирования, тем самым обогащая образцы для интересующего микроба.
Испытания наборов зондов, разработанных с помощью CATCH, показали, что после обогащения вирусное содержание составляло в 18 раз больше данных о секвенировании, чем до обогащения, что позволяло команде собирать геномы, которые не могли быть получены из необогащенных образцов. Они подтвердили правильность метода, изучив 30 образцов с известным содержанием, охватывающим восемь вирусов.
Этот метод также является мощным средством для изучения невыявленных лихорадок с подозреваемой вирусной причиной. «Мы рады возможности использовать метагеномное секвенирование, чтобы пролить свет на эти случаи и, в частности, возможность сделать это локально в пострадавших странах», — сказал Сиддл.
Источник: ScienceDaily
