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Los investigadores del MIT desarrollan un análisis molecular para descubrir los niveles sub-picomolar del dominio receptor-obligatorio de SARS-CoV-2

Las personas de investigadores en el MIT han desarrollado un análisis molecular para descubrir los niveles sub-picomolar del dominio receptor-obligatorio de la proteína del pico de SARS-CoV-2 (S-RBD) usando las balizas de cómputo validadas del péptido en una detección de un solo paso con la producción de una señal de la fluorescencia. Las personas han liberado sus conclusión en el servidor de la prueba preliminar del bioRxiv*.

Las pruebas diagnósticas lo más extensamente posible empleadas para el coronavirus 2 (SARS-CoV-2), los agentes causativos de la neumonía asiática de la enfermedad 2019 (COVID-19) del coronavirus, son la reacción en cadena reversa de la transcripción-polimerasa (RT-PCR) - métodos basados - con límites de detección (LoD) del ARN 102 -103 copies/ml, que es el ARN attomolar cerca de (aM) 1-10 en el volumen de la prueba.

Estudio: Detección Sub-Picomolar de SARS-CoV-2 RBD vía las balizas De cómputo-Optimizadas del péptido. Haber de imagen: Design_Cells/Shutterstock

Sin embargo, las pruebas de RT-PCR son laboriosas, requiriendo el aislamiento del ácido nucléico, la purificación, y fases de tratamiento costosos. Esto aumenta el tiempo de vuelta de la detección y el costo de prueba. Mientras que existen otras tecnologías basadas en CRISPR y la amplificación rizo-mediada para los diagnósticos, los diagnósticos rápidos del punto-de-cuidado para descubrir SARS-CoV-2 pueden acelerar el combate para controlar los brotes de la infección.

En un estudio reciente, los investigadores de Massachusetts Institute of Technology (MIT) han dirigido las balizas moleculares, usando diseño de profundo-aprendizaje de la proteína, que se encienden hacia arriba en las concentraciones sub-picomolar altamente sensibles del SARS-CoV-2 RBD (dominio receptor-obligatorio). Las funciones de la baliza como un interruptor conformacional: continúa en presencia del RBD viral produciendo una señal de la fluorescencia utilizar un par del fluoróforo-extintor.

Las balizas forman un heterodimer que contiene dos péptidos juntos, con un ligand obligatorio entre ellos para descubrir la presencia de S-RBD.

En ausencia de S-RBD (LEJOS), las balizas del péptido adoptan una conformación cerrada que se abra cuando está encuadernada al S-RBD, y el par del fluoróforo-extintor en los dos extremos de los vástagos del heterodimer produce una señal de la fluorescencia (CONECTADO).

Los investigadores demostraron que dos balizas del candidato, C17LC21 y C21LC21, pueden descubrir el RBD con límites de detección (LoD) en el alcance sub-picomolar.

Nuestra meta eventual es integrar estas balizas optimizadas dentro de los microscopios de fluorescencia totales miniaturizados de la reflexión (TIRF) interna, que ofrecen sensibilidad exquisita por los fluorophores emocionantes presentes dentro de la proximidad del nanómetro de la superficie del dispositivo, produciendo altas índices del señal-a-fondo y habilitando la detección rápida y ultrasensible de SARS-CoV-2,” dijo a los investigadores.

Aquí, los investigadores han utilizado el mecanismo de la transferencia de energía de resonancia de Forster (FRET), donde está proporcional la eficiencia de la transferencia de energía entre el fluoróforo y el extintor a su distancia espacial. La presencia o la ausencia del S-RBD causa un pequeño cambio en la distancia espacial entre las dos armas de la baliza, cambiando drástico la eficiencia del TRASTE.

Así, esto afecta al rendimiento de quantum fluorescente del fluoróforo. El aumento en la señal de la fluorescencia es proporcional a la cantidad del presente de S-RBD. Los investigadores han utilizado los pares de uso general del fluoróforo-extintor: isotiocianato de fluoresceína (FITC) y [(N, N-dimetilaminas) benzoílo del phenylazo 4] (DABCYL), respectivamente.

Los investigadores seleccionaron de cómputo a los candidatos de la baliza del péptido (C13LC21, C17LC21, y C21L21) que atracaron con éxito el S-RBD que separaba las dos armas de la baliza que contienen el fluoróforo y el extintor, encendiendo a la conformación.

Después de esta confirmación, probaron experimental estos diseños de la baliza de tres péptidos para la capacidad obligatoria con S-RBD en células humanas y para la reacción de la detección in vitro. Observaron que el C17LC21 mostró la sensibilidad más alta hacia S-RBD con un LoD del fM casi 20 (Kd = 1,615 el × 10)−12, seguido por C21LC21 que tiene un LoD del fM 400 (Kd = 6,766 el × 10)−13.

Concluyeron que el C17LC21 y el C21LC21 podrían descubrir la presencia de S-RBD con sensibilidad sub-picomolar y reactividad cruzada inferior. Así motivando el uso de estas balizas moleculares para la detección rápida de SARS-CoV-2.

Este trabajo “muestra un caso del uso para las herramientas de aprendizaje profundas actuales para la predicción de la estructura de la proteína en una tubería del diseño de la proteína,” dijo a los investigadores. Demostraron esto empleando una aproximación híbrida de la proteína avanzada que modelaba las herramientas para el diseño molecular de la baliza. Seguido con la validación experimental robusta, este diseño molecular de la baliza sirve como plataforma potente luchar COVID-19 y amenazas virales emergentes del futuro.

Los investigadores escriben:

En este estudio, usando la existencia las herramientas profundamente de aprendizaje para la predicción de la estructura de la proteína y energía-basadas modelando habitaciones, diseñamos y probamos un equipo de las balizas moleculares que pueden potente atar al S-RBD y liberan una señal de la fluorescencia vía TRASTE, habilitando niveles sub-picomolar de la detección.”

La integración de estas balizas del péptido dentro de los sensores ópticos, tales como microscopios miniatura de TIRF, puede reducir el LoD al nivel sub-femtomolar, así rindiendo un rapid, la plataforma diagnóstica del punto-de-cuidado para SARS-CoV-2, los investigadores preve.

advertencia *Important

el bioRxiv publica los partes científicos preliminares que par-no se revisan y, por lo tanto, no se deben mirar como concluyentes, conduce práctica clínica/comportamiento relativo a la salud, o tratado como información establecida.

Journal reference:
Dr. Ramya Dwivedi

Written by

Dr. Ramya Dwivedi

Ramya has a Ph.D. in Biotechnology from the National Chemical Laboratories (CSIR-NCL), in Pune. Her work consisted of functionalizing nanoparticles with different molecules of biological interest, studying the reaction system and establishing useful applications.

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    Dwivedi, Ramya. (2021, June 08). Los investigadores del MIT desarrollan un análisis molecular para descubrir los niveles sub-picomolar del dominio receptor-obligatorio de SARS-CoV-2. News-Medical. Retrieved on September 18, 2021 from https://www.news-medical.net/news/20210608/MIT-researchers-develop-a-molecular-assay-to-detect-sub-picomolar-levels-of-the-SARS-CoV-2s-receptor-binding-domain.aspx.

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