2021-09-25

Cell Rep Met | 算法设计探针定位、检测和分离病原体

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麦克马斯特大学（McMaster University）的研究人员开发了一种先进的新工具，可以帮助提供环境中罕见和未知病毒的早期预警，并识别导致败血症的潜在致命细菌病原体，以及其他用途。

他们的研究结果发表在《Cell Reports Methods》杂志上的一篇题为“Probe design for simultaneous, targeted capture of diverse metagenomic targets”的论文中。

研究人员写道：“大量的宏基因组研究工作也受到了同样的挑战的阻碍：低浓度的感兴趣目标与大量的背景信号相结合。”

“虽然当感兴趣的生物体数量很少时可以使用 PCR 或原始 DNA 捕获，但对于大量目标而言，设计挑战变得难以承受。我们介绍了HUBDesign，这是一种生物信息学管道，用于设计用于靶向DNA捕获的探针，它利用序列同源性来识别探针组，在保持特异性的同时最大限度地扩大目标的覆盖范围。”

研究人员开发的新算法有助于开发探针，捕捉微量病原体，如SARS-CoV-2，或监测环境中的水库中新出现的病原体。

如果病原体在样本中所占比例不到百万分之一，尤其是在感染的早期阶段，则可能很难检测到。需要在自然环境中更好地检测和分离病原体。研究人员对包括SARS-CoV-2在内的整个冠状病毒家族进行了探针测试。

探针通过靶向、分离和识别DNA序列提供了一条捷径。

“有数千种细菌病原体，在时间非常重要的情况下，能够确定患者的血液样本中存在哪种病原体可以更快地进行正确的治疗。”该研究的主要作者、生物系研究生Zachery Dickson解释说。

他补充说：“该探测使识别速度大大加快，这意味着我们有可能拯救那些可能会死亡的人。”

“我们目前需要更快、更便宜、更简洁的方法来检测人类和环境样本中的病原体，从而使狩猎民主化，而这条管道正是这样做的。”进化遗传学家Hendrik Poinar博士说，他是这项研究的主要作者，也是麦克马斯特古代DNA中心的主任。

这些发现为人类健康和科学发现的更广泛应用铺平了道路，并有助于检测与败血症等危及生命的疾病相关的病原体。