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一项新的跨国研究表明,如何通过使用计算方法来加快区分病毒和细菌的过程。

由爱丁堡大学领导的研究人员与来自剑桥,伦敦,斯洛文尼亚和的同事共同使用了理论和实验方法,以开发出一种检测传染病DNA的策略。结果发表在《美国国家科学院院刊》上。

当前的大流行凸显了对快速,准确地检测传染病的需求。重要的是,需要区分病毒感染(如)和细菌感染(如与抗菌素耐药性(AMR)相关的感染)。这通常是通过使用与目标基因组选择性结合的互补序列来完成的。通常,这是通过靶向病原体唯一的单个长DNA序列来完成的。

然而,研究人员认为,通过同时靶向许多较短的序列,可以实现更高的选择性,这些较短的序列在目标病原体中的发生频率要高于患者样品中可能存在的其他生物体的DNA。

剑桥大学卡文迪许实验室的合著者埃里卡·埃泽尔教授说:“这种方法利用了一种称为'多价'的现象,并且基于真实细菌和病毒DNA序列的大量数值计算表明,这种方法应大大优于目前的方法。” “即使单个较短的序列比单个较长的序列与靶DNA的结合更弱,但多价结合的强度却要比线性序列短得多。

换句话说,与其设计与目标DNA某一位置牢固结合的分子探针,不如凭直觉,研究人员应该设计与目标DNA弱结合的探针。目前,制作这样相对较短的探针序列是一种标准程序,可以在线订购这些序列。

该项目的实验部分始于剑桥的实验,表明该方法原则上可以对病毒DNA和涂有短互补链的胶体的混合物起作用。然后,模拟转为预测哪种探针序列组合将提供最高的选择性。

到目前为止,该项目的这一部分仅在计算机模型中进行过测试。下一步是对病毒和细菌DNA的真实混合物进行实验。

罗莎琳德·艾伦(Rosalind Allen)教授说:“需要实验来测试这种方法在实践中的效果,但是,这是一项令人兴奋的工作,因为迫切需要快速,可靠的疾病检测方法,尤其是那些可用于卫生基础设施薄弱的国家。由爱丁堡大学领导。