新しいテストは、生命を脅かす亜鉛欠乏を検出します
リモート村では、援助労働者は病弱な幼児の指先を刺し、他の子供の血液サンプルのほとんどのように、これは黄色のテストストリップをオンにします。 それは、細菌の内臓で作られた実験的栄養失調試験が、毎年数千人を殺す広範な亜鉛欠乏を暴露するために、現場で一日働くことができる方法です。
これらの内臓には、DNAのループであるプラスミドが含まれています。, それらは再生と細胞構造の背後にある同じDNA鎖ではありませんが、通常は細菌細胞プロセスを導く遺伝的プログラムを持つナノ器官のように機能 ジョージア工科大学が率いる研究では、研究者は自分のプラスミドを設計して、細菌から抽出された他の部分を指示して血液検査を機能させました。
この新技術は、多くの重要な栄養素および他の健康指標を含むように拡張できる安価で容易な栄養不良テストの基礎として高い可能性を示した。,
新しい実験テストは、日常の温度に保たれた粉末に凍結乾燥され、現場で読み取ることができ、適用可能なスマートフォンアプリでの正確な分析に適している可能性があります。 それは分野へのまたは実験室への冷やされていた輸送、また無くなった時間を含む他のテストの臨床および記号論理学の苦労を、克服できます。
この試験は亜鉛を検出するだけでなく、栄養不良を検出するのに必要な臨床的に関連するレベルを定量化するものであり、新しい試験の主な革新, さらに援助機関が利用分野の試験に即時に情報を迅速に影響政策決定の栄養介入.
隠された飢餓
世界中の二億人が疾病管理予防センターによると、毎年何百万人もの命を主張する微量栄養素欠乏に苦しんでいます。 亜鉛欠乏だけで450,000以上の死亡のために非難されました2009,臨床栄養のヨーロッパジャーナルの研究によると.
しかし、栄養失調を見つけるのは難しいです。,
“今日の発展途上国では、多くの人々は十分なカロリーを得るかもしれませんが、多くの栄養素を逃すかもしれません。 あなたは誰かを見て、彼らが”十分なカロリーを得ているかどうかを伝えることができますが、彼らは”発達的に重要な栄養素の十分な量を得ているかどうかではありません”と、研究を主導し、ジョージア工科大学の化学および生体分子工学の学校の准教授であるMark Styczynskiは述べています。
“この影響は、妊娠中の母親と5歳未満の子供に最も大きく、死亡率が最も高いときです”と彼は言いました。,
ノースウェスタン大学の共同研究者を含む研究チームは、科学の進歩ジャーナルに彼らの研究を発表しました。 この研究は、国立衛生研究所、国立科学財団、空軍研究所、国防高等研究プロジェクト庁、David and Lucille Packard Foundation、およびCamille Dreyfus Teacher-Scholar Programによって資金提供されました。
小さな巨大です
細菌の内臓を持つエンジニアリングは、過去十年間で加速する研究で、少なくとも25歳です。, しかし、この新しいテストは、亜鉛やヨウ素のような小分子、別の大きな革新を旗印。
この特定の研究における亜鉛イオンの定量化は、インフィールド試験に関連する多くの小分子を測定する計画の概念実証でした。 研究者らは、栄養フィールドワークに非常に関連する六つの重要な小分子栄養素、微量栄養素のレベルを評価するために、テストを迅速に拡大すること
“我々は合理的に迅速に鉄、B12、葉酸、ヨウ素、およびビタミンAのための新しいテストを行うことができるかもしれない、”Styczynskiは言いました。, “DNAやタンパク質のような大きな分子を定量化して、ウイルスの発生がどれほど悪いかを把握することもできます。”
“エボラや妊娠のようなものの有無を検出することは重要です。 しかし、それを行うためにフィールドを介して機器を運ぶことなく、あなたが持っている何かのどのくらいを言うことができることは欠けていました。 それを行う能力は、診断と治療において多くの扉を開く可能性があります”とStyczynski氏は述べています。
Disemboweling細菌
実験亜鉛テストの使いやすさは、それをエンジニアリングするために必要な労働とは全く対照的に立っています。, 研究者らは、亜鉛に反応して色を変えた生きた細菌を使用し始めましたが、そのアプローチは思わぬ障害を打ちました。
“試験には時間がかかりすぎ、必要な血液や細菌の量は明らかではなかった”とStyczynski氏は述べた。 “だから、私たちはセルフリーに行きました。 細菌を取り出し外部とゲノムを取り除きます主なDNAですそしてこの豊富な反応性の高い部分の混合物が残っていますプラスミドに独自の遺伝プログラムを追加することができます,”
無細胞アプローチは、細菌の内臓を化学反応で化合物のように投与することを可能にし、試験を予測可能で信頼性が高く、標準化に適しています。 の研究者を構築したプラスミドをテスト”sプロセス。
“大きな糖を小さな糖に分解する酵素のために大腸菌から取られた遺伝子を持っています。 もう一つは、亜鉛のレベルに応答して調節遺伝子がどれくらいオンになっているかを制御する”とStyczynski氏は述べた。,
紫色に変わるテストでは、部分的に大きな砂糖であり、黄色から始まるシグナル分子を使用しますが、プラスミドが砂糖を切断する酵素を作ると、分子 亜鉛の水準が規制などの酵素である亜鉛の手段により酵素により行います。 テストが黄色のままである場合、亜鉛は危険にさらされるほど低い。
血清、すなわち血液でテストすると、その豊かな生物学は反応を混乱させ、現実の世界では、その混乱は人によって異なり、患者から患者への配色を歪,
研究者たちはこれを化学的なトリックで解決し、そのスキューで流れる校正システムを作った。 実際のテストでは、亜鉛はプラスミドがどのように色を変えるかを調整しましたが、研究の最初の著者であるMonica McNerneyは、校正器のために物事を反転させま
その基準点を作るために、彼女は亜鉛レベルを限界に達し、プラスミドのレベルを点ごとに変え、色のスケールをもたらしました。
試験とプラスミド変化校正点の両方が試験対象の血清を受け取り、クラッタは試験と校正ポイントを同一の方法でシフトさせた。, テストの変えられた色は口径測定ポイントの色と亜鉛レベルを確認するために正確に比較できます。
色は見える範囲にあり、蛍光ではないので、読み取るためのデバイスは必要ありません。 の速度を変更できる詳細につ栄養素レベルがもとの解析をスマートフォンの様子をビデオに収めたもの。
Reference:McNerney,M.P.,Zhang,Y.,Steppe,P.,Silverman,A.D.,Jewett,M.C.,&Styczynski,M.P.(2019). サンプル特有の口径測定によって可能になるポイントの心配のbiomarkerの定量化。, 科学の進歩、5（9）、eaax4473。 https://doi.org/10.1126/sciadv.aax4473
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