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创新的手持式基因测序装置可帮助科学家跟踪寨

2019-05-08 20:11:10 新品研究103℃

  创新的手持式基因测序装置可帮助科学家跟踪寨卡病毒的演变

  2017年8月10日

  在移动实验室配备创新的手持式基因测序装置的国际研究小组正在追踪寨卡病毒自从在巴西下船并开始在美洲传播以来的运动。

  据科学家们说,他们的目标是监测病毒基因组的进化并了解发生的情况,以便能够预测未来的爆发并使诊断方法保持最新​​状态。

  

  由巴西卫生部,FAPESP和其他几家实体支持的ZiBRA项目(巴西实时分析中的Zika)的第一批结果发表在Nature杂志上。

  “通过结合流行病学和遗传学数据,我们能够看到Zika在2015年5月病毒首次确诊前至少一年内在美洲所有地区无声地传播,”动物系研究员Nuno Faria说。英国牛津大学和该文章的第一作者。

  根据Faria的说法,Zika于2014年2月被引入巴西的东北地区。该地区的传播可能全年都在发生,但并不是特别明显。

  “疫情爆发很可能发生在2015年,与登革热疫情同时发生,”他说。 “寨卡从东北部传播到巴西东南部[最初是里约热内卢],也传播到加勒比海和南美洲和中美洲的其他国家,最终到达佛罗里达州。”

  该研究结果基于对254种病原体全基因组的分析,其中54种在该研究中测序。大多数新的遗传数据是使用MinION获得的,这是一种由Oxford Nanopore Technologies生产的手掌大小的测序仪,重量不到100克。

  使这项技术对Zika进行排序的协议是作为ZiBRA项目的一部分而开发的,并引发了第二篇文章,该文章也发表在Nature Protocols期刊上。

  “在埃博拉疫情期间,该测试最初于2015年在非洲使用。它的主要优点是可以在已通知病例的地点进行测试,从而可以实时跟踪病毒的轨迹。该设备比智能手机小,可以对微生物的整个基因组进行测序。大型生物的测序很快就会实现,“巴西圣保罗圣保罗大学热带医学研究所(IMT-USP)的研究员Ester Sabino说,他是该文章的合着者。

  萨比诺补充说,生成的序列数量越多,就越容易理解病毒何时进入巴西,它如何在整个大陆传播,以及最重要的是它是如何发展的。

  通过分子钟技术使分析成为可能,该技术评估某些基因序列中的取代。这些变化以相对恒定的速率发生,其基因与时钟相当,因为它们的突变表明不同的病毒分离株何时发生分化。

  “该项目的想法出现在2016年,当时该组织的一部分人在科学杂志上发表了关于美洲寨卡的第一个流行病学和遗传学研究结果。当时,我们对七种病毒分离株进行了测序。来自巴西东北部巴伊亚州奥斯瓦尔多克鲁兹基金会(FIOCRUZ)的路易斯卡洛斯阿尔坎塔拉说,这不足以让我们对齐卡在非洲大陆的多样性有一个广泛的概念。

  相关故事CUonn研究人员对大多数复杂基因的RNA进行测序评估DNA样本的计算软件可能有助于癌症的诊断和治疗研究人员部署移动DNA测序实验室以帮助打击寨卡病毒在巴西的传播ZBB被联合呼吁三个英国研究资助机构发布的提案获得批准:英国医学研究委员会,牛顿基金会和Wellcome Trust。最初的支持者由几个巴西机构资助的研究人员加入 - 国家科学与技术委员会。技术发展(CNPq),FAPESP,FIOCRUZ,Evandro Chagas研究所,卫生部和USP - 以及伯明翰大学和英国牛津大学的其他人。

  移动实验室安装在一辆公共汽车上,并于2016年访问了东北部四个州的中央公共卫生实验室:Rio Grande do Norte,Paraíba,Pernambuco和Alagoas。除了Alcântara,Faria和Sabino之外,该倡议还得到了伯明翰大学生物科学学院的研究人员Nick Loman,牛津大学动物学系的Oliver Pybus的协调。和Marcio Nunes,来自巴西帕拉的Evandro Chagas研究所。

  “在每个中心实验室,我们分析了疑似寨卡病毒感染患者的300-400份血液样本,共进行了1,330次检测。诊断技术是实时PCR [检测样本中的病毒RNA]。结果是正面,病毒的遗传物质被测序,“Alcântara说。

  在两个固定实验室的支持下,在巴伊亚萨尔瓦多的FIOCRUZ和圣保罗的IMT-USP,来自东南地区和托坎廷斯州的分离物也进行了测序。

  来自墨西哥的四种病毒分离株和来自哥伦比亚的五种病毒分离株的基因组在美国由与该组合作的科学家进行测序,同时也是ZiBRA项目的一部分。

  “分析表明,在巴西和其他拉丁美洲国家的各个地区发现的病毒尚未经历过许多突变或发展出显着的多样性,”Alcântara说。 “然而,鉴于在亚洲观察到的情况,病毒在不久的将来可能会有很大差异,因此我们必须继续监测发展情况。如果用于诊断的测试不能跟上病毒的进展,它们可能会变得无效。“

  根据Alcântara的说法,这种病毒似乎是在2007年之前从非洲到达亚洲的,当时它引起了密克罗尼西亚的第一次重大流行病。菲律宾(2012年)和法属波利尼西亚(2013年和2014年)爆发新鲜疫情。据报道,据报道,它已经抵达巴西,据报道,迄今为止案件数量最多:截至2016年12月,已超过200,000例。

  “自从它离开非洲以来,病毒已经改变了很多,”Alcântara说。 “它在美洲的多样性在七年或十年内可能要大得多”。我们必须保持基因组监测,以便为新疫情做好准备。“

  除了帮助中央实验室在2016年诊断数百个疑似寨卡病例外,ZiBRA研究人员还对在公路旅行期间参加测试的团队进行了培训,使用MinION便携式音序器进行基因组监测。

  Alcântara现在正在进行该项目的第二阶段,其中包括监测登革热,基孔肯雅热和黄热病以及寨卡病毒。

  出处:http://www.fapesp.br/en/

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