Анализ ДНК определяет вид комара в полевых условиях

Подготовила Елена Клещенко

Тест-систему разработали сотрудники и студенты Техасского университета в Остине. Для анализа требуется инкубация образца в течение 90 мин при 65^оС и детекция флуоресценции в простом устройстве, описанном авторами ранее, — коробочке, которую можно напечатать на 3D-принтере. Детекцию проводят с помощью камеры смартфона или наблюдают простым глазом.

Частота заболеваний, переносимых комарами, в США выросла втрое по сравнению с 2004 годом, и причиной считается именно желтолихорадочный комар Aedes aegypti. Поэтому пойманное кровососущее насекомое важно определить до вида, однако без профильного энтомологического образования это непросто сделать, особенно если комар уже раздавлен, а молекулярные методы не всегда доступны.

Параллельно исследователи решали и другую задачу. Во многих странах, где обнаружен Ae. aegypti, с ним борются с помощью бактерий рода Wolbachia. Бактериями заражают местные популяции комаров, чтобы снизить передачу вирусов. Необходимо отслеживать, насколько успешно распространяется инфекция, чтобы определить, инфицирован ли вольбахией комар, обычно требуется оборудование для выделения и анализа ДНК.

Для анализа, предложенного авторами работы, достаточно раздавить комара в специальном шприце или в пробирке и суспендировать в небольшом количестве воды. Сам тест основан на изотермической амплификации, опосредованной образованием петель, и замещении олигонуклеотидной цепи (loop-mediated isothermal amplification and oligonucleotide strand displacement, LAMP-OSD) — модификации LAMP, также разработанной в Техасском университете. В этом методе LAMP-ампликоны гибридизуются с двухцепочечными олигонуклеотидными пробами, несущими на разных нитях флуорофор и квенчер (гаситель). При гибридизации вытесняется одна из нитей олигонуклеотида, расстояние между флуорофором и квенчером увеличивается, и возникает флуоресценция. Определение гена цитохромоксидазы I комара coi и поверхностного белка вольбахии wsp показало предел обнаружения 4 и 40 копий ДНК-мишени соответственно. Присутствие человеческой крови в образце не мешало считыванию результатов.

Специфичность определения вида комара составила 98%, чувствительность 97%, даже после трехнедельного хранения при температуре 37^оС Разработчики планируют использовать эту технологию и для выявления в организме насекомого вирусов Зика, денге и других патогенов.

Источник

Sanchita Bhadra et al. // Direct nucleic acid analysis of mosquitoes for high fidelity species identification and detection of Wolbachia using a cellphone. // PLOS Neglected Tropical Diseases, 2018; 12 (8): e0006671 DOI:  10.1371/journal.pntd.0006671

Пресс-релиз Техасского университета