2015至2016年寨卡病毒(Zika)爆发,公共卫生部门争相制定方案控制疫情,科学家们也试图解读这种病毒的基因。然而,病人血液中寨卡病毒数量极少,普通的基因检测方法难以实现。
2019年2月4日,Broad研究所的研究者在《自然-生物技术》上发文表示,他们开发了一种新的检测方法,通过设计病毒分子特异性“诱饵”,可以对那些临床样本中含量较低的病毒进行捕获,富集其浓度,再进行基因测序。这种方法可以帮助全球的小型测序中心更有效、更经济地开展疾病监测,为控制疫情提供关键信息。
通过分析临床样本中的所有遗传物质来检测出一些低丰度的病毒的技术被称为“宏基因组测序”,但这种方法往往会遗漏掉那些淹没在大量其他微生物和患者自身DNA中的病毒物质。为了检测微量微生物基因,研究人员使用一种遗传“诱饵”固定目标病毒的遗传物质,其他遗传物质就可以被冲走,从而对寨卡病毒等低丰度微生物进行富集。研究者已经成功地使用诱饵分析了埃博拉和拉沙病毒的基因组。诱饵是一种分子探针,由短链RNA或DNA与样本中的病毒DNA片段配对,这些探针是特异性针对一种微生物,所以检测结果严谨而高效。
用于综合杂交的目标的紧密聚合(Compact Aggregation of Targets for Comprehensive Hybridization,CATCH)允许用户设计定制的探针集来捕获任何微生物组合的遗传物质,包括已知感染人类的所有病毒。用户很容易获得已上传到国家生物技术信息中心GenBank序列数据库的各种形式的所有人类病毒的基因组信息。CATCH根据用户提供的病毒信息来确定最佳探针序列列表,再将这些探针序列发送到合成探针的生物公司。用CATCH设计的探针组测试显示,富集后病毒含量占测序数据的比例是富集前的18倍,因此能够检测到那些无法从未富集样本中获得的基因组数据。研究者检测了包含8种病毒的30个已知样本,验证了该方法的有效性。
CATCH方法另外一个优点是它的适应性。随着新的突变被识别,新的序列被添加到GenBank,用户可以快速地重新设计一组具有最新信息的探针。此外,虽然大多数探针的设计都是专有的,但研究者已经公开了他们用过的CATCH设计的所有探针。
吴晓燕 编译自https://www.sciencedaily.com/releases/2019/02/190204124157.htm
原文链接:https://www.nature.com/articles/s41587-018-0006-x
原文标题:Capturing sequence diversity in metagenomes with comprehensive and scalable probe design