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艰难梭菌会引起一种称为艰难梭菌感染 (CDI) 的传染病。传统的艰难梭菌检测方法操作繁琐,耗时长,特异性差,因此,开发更有效的艰难梭菌检测方法是临床诊断CDI所迫切需要的。加拿大麦克马斯特大学李应福教授课题组利用体外富集DNA酶系统进化技术筛选获得能够特异性识别艰难梭菌强致病株(BAA-1870),并在其底物序列中RNA的位点进行切割。
该DNA酶能够在数十种革兰氏阴性和阳性菌株中特异性识别艰难梭菌,同时能够识别九种从临床病例中分离的致病艰难梭菌株。作者通过实验发现,该DNA酶的识别物是一种由艰难梭菌特异性合成的蛋白。该蛋白分子大于30kDa, 且不耐高温。作为荧光探针,该DNA酶能够在一小时内达到104 CFU/mL检测限;当使用dPAGE胶时,该DNA酶的检测限能低至100 CFU/mL。 作者通过测试一系列截断序列的活性,发现了该DNA酶的催化核心序列。与此同时,作者还使用一个基于原DNA酶序列的部分变异文库进行了重新筛选。重新筛选虽然并未发现催化活性更好的新序列,但是却展现出了序列中高度保守部分。经过比对,高度保守序列与截断序列展现的催化核心序列有高度重合,说明这些核酸的存在对于该DNA酶的催化是非常重要的,且这些核酸序列是高度保守的。根据这些高度保守的核酸序列,计算机模拟得出了该DNA酶的核心二级结构——假结结构。再通过分析重筛序列变异数据分析和实验检测,作者发现了一条总长88nt,相对活性121(相对于原DNA酶活性)的DNA酶序列,RFD-CD2-M10。该序列仍保有原DNA酶对艰难梭菌的特异性,同时也识别多种临床致病艰难梭菌菌株。此序列有望进一步被应用于诊断艰难梭菌感染的便携传感器。
论文信息 In Vitro Selection and Characterization of a DNAzyme Probe for Diverse Pathogenic Strains of Clostridium difficile Shuwen Qian, Dr. Dingran Chang, Jimmy Gu, Prof. Dr. Bruno J. Salena, Prof. Dr. Yingfu Li 文章第一作者是麦克马斯特大学李应福教授博士生钱姝文 Chemistry – A European Journal DOI: 10.1002/chem.202300240
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