Новый метод идентификации бактерий, называемый ON-rep-seq, исследует селективные штаммоспецифические фрагменты бактериального генома, позволяя получать результаты, которые ранее требовали секвенирования ДНК всего бактериального генома или утомительных подходов, таких как импульсный анализ. полевой гель-электрофорез, ранее являвшийся золотым стандартом типирования микроорганизмов на уровне штаммов. Следовательно, этот метод может изменить подход, используемый для расследования вспышек болезней, связанных с пищевыми продуктами, сделав анализ намного менее трудоемким и затратным.
Сегодня обнаружение и идентификация бактерий на основе бактериальной ДНК требует дорогостоящего оборудования и многочасовой работы высококвалифицированных специалистов. Давайте представим, например, подозрение на вспышку сальмонеллеза. Обычно, чтобы определить его происхождение, исследователям приходится не только анализировать множество образцов, но и анализ должен быть точным, чтобы отличить один бактериальный штамм от другого.
«Наш новый метод позволяет идентифицировать и типизировать сотни образцов менее чем за два часа, и мы ожидаем, что это даже будет сведено к «реальному времени» за короткий промежуток времени», - говорит один из исследователей. за исследованием стоит Лукаш Крич, доцент кафедры пищевых наук Копенгагенского университета, Дания.
Метод основан на устройстве, которое использовалось для секвенирования ДНК в космосе
Новый метод основан на нанопоровом секвенировании, новом подходе к секвенированию ДНК в реальном времени, который, по словам Лукаша Крича, «определенно произведет революцию в секвенировании ДНК в будущем».
Исследовательский проект выполнялся в сотрудничестве с польской компанией GenXone S. A., которая помогла создать конвейер биоинформатики, необходимый для быстрого и эффективного анализа данных секвенирования.
Самый маленький секвенсор из когда-либо предложенных Oxford Nanopore Technologies под названием MinION представляет собой портативное устройство с питанием от USB за 999 долларов, которое стало коммерчески доступным в 2015 году. Год спустя его доставили на Международную космическую станцию, где он провел первое в истории секвенирование ДНК в условиях невесомости. Несмотря на неоспоримую революцию в секвенировании ДНК, предлагаемую MinION, быстро стало ясно, что данные, сгенерированные с помощью устройства, все еще несовершенны, например, из-за ошибки секвенирования, в то время как анализ оставался относительно дорогим для выполнения (около 150 долларов США за бактерию).
Небольшое устройство с быстрым и дешевым анализом открывает огромные возможности в области безопасности пищевых продуктов
Ученые из Департамента пищевых наук Копенгагенского университета нашли способ использовать эту технологию для одновременного анализа сотен бактерий, сократив затраты до менее чем 2 долларов на бактерию и в то же время увеличив точность более 99%.
Наш метод можно использовать как в области безопасности пищевых продуктов, где вы можете быстро найти болезнетворные или полезные для здоровья бактерии, так и в секторе здравоохранения, где вы сможете выполнять определенные анализы, которые вам не нужны. даже учитывая сегодняшний день из-за дороговизны и трудоемкости традиционного анализа», - говорит другой исследователь, стоящий за исследованием, постдок Хосуэ Леонардо Кастро Мехия.
В настоящее время несколько компаний тестируют метод для внедрения в свои системы для создания программ быстрого скрининга тысяч штаммов.