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一张纸巾如何彻底改变人类处理传染病传播的方式?

如果我告诉过你,如今可以用纸巾在30秒内从细胞中提取DNA,你会诧异吗?昆士兰大学的科学家已经开发出一种方式,在半分钟或更短的时间内从植物、动物和微生物中获得核酸,无需移液。

一张纸巾,如何彻底改变人类处理传染病传播的方式?
    核酸(包括DNA和RNA)是携带细胞遗传信息的分子。这种快速的核酸提取技术可以彻底改变我们处理人类或农业传染病爆发的方式。由于核酸序列对每个生物体都是独特的,因此破译它们可以告诉我们生物体是否存在或正在引起疾病。这种方法也可以用于资源有限的发展中国家或学校的研究教育项目。自1869年瑞士医生Friedrich Miescher首先在白血球中进行核酸纯化以来,一直是一个繁琐的过程。现在,实验室仍然需要一整天的工作、苛刻的化学品和昂贵的设备才能进行。因此,核酸提取很少发生在实验室之外。

现在,昆士兰大学的植物生物学家Michael Mason、Yiping Zou、Jimmy Botella及其同事开发了一种快速、无需设备的方法:从细胞中提取遗传物质。虽然这种方法使实验室研究人员的工作变得更容易,但是该团队打算使用这种技术来直接改善发展中国家和偏远地区的疾病诊断。Mason说:“我们的目标是制造出简单、便宜、健全的诊断系统,以供任何人使用,包括没有接受过科学培训的人员,以及在资源有限的地方使用。”

一张纸巾,如何彻底改变人类处理传染病传播的方式?
    它是如何工作的:获得样品后,将其浸入盛有含盐、洗涤剂和球轴承的溶液管中,以打开细胞。接着将由纤维素制成的试纸浸入该混合物中以吸收DNA。然后,将量油尺放入含有清洗溶液的试管中,以去除任何污染物。由于污染物不与纤维素紧密结合,它们迅速释放。这样就可以通过将纯化的核酸直接浸入最终的缓冲液中,而将纤维素从纤维素中去除,其中可以复制特定的DNA或RNA序列用于检测。Mason说:“我们非常惊讶地发现,这样一个简单的方法可以如此有效。起初,我们非常怀疑,但测试后的结果证实,这个方法真的有用。”

这种方法利用了纤维素的四个关键特性:它可以吸收大量的核酸; 它能迅速结合核酸; 杂质很容易被冲走; 结合的核酸可以快速释放进行检测,并且可以使用具有相同特性的纸巾。虽然这种技术的简单性本身就令人着迷,但研究人员证明,它可用于多种样本类型,使得该技术适用于许多诊断领域,包括植物、动物、细菌和病毒。科学家们成功地使用这种方法来鉴定感染病原体丁香假单胞菌(Pseudomonas syringae)的植物、感染呼吸道病原体胸膜肺炎放线杆菌(Actinobacillus pleuropneumoniae)的猪和感染黄瓜花叶病毒的番茄植物。


一张纸巾,如何彻底改变人类处理传染病传播的方式?
   纤维素试纸法将核酸纯化的成本降低到仅为每个样品0.15美元,但是如果滚珠轴承被清洗并重新使用,则成本可能降至每个样品0.06美元。虽然这项技术还没有达到商业化,但对于改变疾病诊断的未来显示出巨大的希望。科学家们已经在巴布亚新几内亚的偏远地区使用了这种方法来鉴定一种正在损害森林的病原体。将来,农民有可能自己就能在野外发现有病作物的罪魁祸首,或让医生在疾病爆发期间迅速诊断,如鼠疫或埃博拉疫情。(科技新发现 康斯坦丁/文)



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