Эбола по бумажке

Новый диагностический тест позволит выявлять опасные вирусы за полчаса

Медицинский досмотр в аэропорту Лагоса, Нигерия
Медицинский досмотр в аэропорту Лагоса, Нигерия
Фото: Sunday Alamba / AP

К концу октября, когда число жертв лихорадки Эбола — только по официальным данным ВОЗ — превысило 10 тысяч человек, людей с подозрением на болезнь задерживают в аэропортах, а многие страны обсуждают вопросы карантина и закрытия границ, американские биологи представили новую технологию экспресс-тестов, способных диагностировать любую болезнь.

Нужно всего лишь напечатать последовательности ДНК на клочках бумаги, лиофилизировать их (высушить с помощью заморозки) и хранить при комнатной температуре. При необходимости ДНК «включается», если бумагу просто полить водой — как обычный порошковый суп или кашу. Тогда, если в жидкости присутствует опасный патогенный организм (например, фрагмент вирусной РНК Эболы), бумага меняет цвет. Ученые доказали эффективность новой технологии, разработав тест на вирус Эбола всего за 12 часов и потратив на необходимые материалы лишь 21 доллар. Для теста потребуется полчаса, а обойдется один датчик не дороже нескольких центов.

«Это базовая платформа для нового класса диагностических средств. Ясное и практичное воплощение идей синтетической биологии», — заявил главный изобретатель технологии Джим Коллинз (Jim Collins). Коллинз — один из «первопроходцев» синтетической биологии. Это междисциплинарное научное направление (на стыке генетики, биофизики, эволюционной и молекулярной биологии) ставит целью синтезировать то, чего нет в природе — своего рода инженерный подход к органической жизни. Истоки синтетической биологии уходят в 1989 год, когда ученые из Цюриха под руководством Стивена Беннера (Steven Benner) синтезировали ДНК, содержащую две искусственные генетические буквы помимо четырех известных (аденин, цитозин, гуанин и тимин), используемых всеми живыми организмами Земли.

Коллинз в 2000 году опубликовал статью с описанием метода создания генетических «микросхем», аналогичных электронным. Вместе с коллегами по Бостонскому университету он собрал из биологических деталей простейшие генетические устройства — осциллятор и тумблер. Затем группа Коллинза перепрограммировала бактерии, превратив их в клеточных шпионов и отправив собирать данные в пищеварительном тракте животных. Однако до сих пор эти технологии оставались уделом элитных лабораторий, работающих на переднем крае науки. Теперь, похоже, ситуация меняется. О диагностической «лакмусовой бумажке» Коллинз сообщил в журнале Cell.

Среди ингредиентов «биохимического супа» — простые ферменты, необходимые бактериям, молекулы, служащие топливом химических реакций, аминокислоты и, что важно, рибосомы — гигантские молекулярные машины, считывающие генетический материал и выстраивающие на его основе белки. В жидкой форме эти вещества имеются практически в каждой биологической лаборатории. Но только Коллинзу пришла в голову идея засушить их вместе с синтетическими генами.

Вся суть в синтетических генах. Вирус, бактерия или другой объект, который требуется диагностировать, связывается со специальным генетическим переключателем на датчике, Тот запускает выработку яркой субстанции (например, белка). Цвет и указывает на наличие патогенного микроорганизма.

Коллега Коллинза Кит Парди (Keith Pardee) усовершенствовал технологию, разработав генетические переключатели, не дающие бумаге менять цвет в отсутствие заранее определенных молекул диагностируемого вещества. Это позволяет одновременно брать пробы на 24 отдельных участка вирусной РНК — никакие естественные последовательности ДНК не дают такого охвата. Ученые научили бумагу отличать версии заирского (именно он привел к нынешней эпидемии) и суданского штамма вируса Эбола всего за 30 минут. Для сравнения: стандартные тесты на антитела проводятся в течение многих месяцев и стоят тысячи долларов.

Если технология печати ДНК-схем будет реализована, цена отдельных датчиков не превысит нескольких центов. Помимо дешевизны, новая технология отличается тем, что не требует специальных условий хранения, заявил Коллинз. Линчон Ю (Lingchong You) из Университета Дьюка полагает, что массовое производство датчиков организуют с помощью роботов, собирающих и печатающих «микросхемы» на бумаге.

Однако тест еще далек до совершенства. Необходимо его доработать, научить воспринимать бактерии и вирусы по меньшему количеству молекул, а также снизить вероятность ложно-положительных результатов. Только тогда тест придет в соответствие с общепринятыми критериям современной диагностики.

«Потенциально это великая вещь. Но одно дело — эксперименты в лаборатории, и совсем другое — подготовить технологию для работы в реальных ситуациях. Только при минимизации ложно-положительного срабатывания тест можно будет использовать, не подвергая здоровых людей риску ошибочного диагноза, за которым следует пребывание в карантине вместе с больными», — отметила Рут МакНерни (Ruth McNerney) из Лондонского института гигиены и тропической медицины.

Но темпы распространения эпидемии Эболы требуют как можно скорее довести новую технологию до практического применения. Быстрые тесты на присутствие вируса в крови, безусловно, повысят эффективность карантинных мероприятий в аэропортах и убедит власти отказаться от тотальной изоляции африканских стран, пораженных эпидемией.

Ученые предупреждают, что столь жесткие меры, как изоляция целых стран, носят не медицинский, а социальный характер, и формируют иррациональный страх перед всеми выходцами из охваченного эпидемией региона.

Закрытие границ заставит африканцев искать нелегальные пути проникновения в Европу и Америку (когда их уж точно не будут проверять на вирус). Мало того: замедлится поиск средств борьбы с эпидемией. В 1987 году власти США наложили запрет на въезд всех ВИЧ-инфицированных. В итоге были сорваны важные научные конференции, посвященные СПИДу, поскольку многим их участникам уже поставили этот диагноз.

Ученые опасаются, что изоляция в сочетании с недостаточными усилиями по вакцинации населения Западной Африки приведет к тому, что болезнь станет эндемичной и законсервируется в регионе на многие десятилетия. Оградить 3-4 страны от остального мира санитарным кордоном на столь долгий срок вряд ли возможно. Поэтому развитым странам остается только объединить силы, не скупиться на расходы и как можно быстрее остановить эпидемию.

Обсудить
Наука и техника
 — 
00:02 26 февраля 2017
После большевистской попытки захвата власти 3-4 июля 1917 года в Петрограде

«События в столице застали Ильича врасплох»

Как Сталин, Ленин и Троцкий провели «жаркий» июль 1917 года
Наука и техника
 — 
00:02 25 марта 2017
«Это было волшебно!»

Дефект массы

Как продолжение культовой серии Mass Effect стало одной из худших игр в истории
Все там будем
Почему невозможно уберечься от рака
Man and woman eating from a pot and a pail on a street corner, 1940-1944Разборки в гетто
Страх, ужас и безысходность на снимках лодзинского фотографа
«Это было волшебно!»Дефект массы
Как продолжение культовой серии Mass Effect стало одной из худших игр в истории
Кровавое воскресенье 22 января 1905 года«Идиоты говорят, что Россию погубил заговор»
Почему революция 1917 года была неизбежна
Пижон Джон
Дикий сэр Элтон, каким его уже мало кто помнит
«Оргиастический акт любви и счастья»
Дина Рубина о советских кулинарных традициях
Девочки кровавые в глазах
Кино недели с Денисом Рузаевым: от «Манчестера у моря» до «Демона внутри»
«Главное — убедить людей, что они счастливы»
Джон Стейнбек и Роберт Капа о советских застольях, писателях и правительстве
Под «Грибами» тает лед
Самая навязчивая песня сезона — во всех мемах страны
Рай на земле
Лучшие для жизни города мира
«Мы делаем не крымское вино, а севастопольское»
Винодел Павел Швец — о месте России на винной карте мира
Германия по карману
Как попасть в Баварию за две тысячи рублей и получить удовольствие
Отберут последнее
Коснутся ли новые правила перевозки электроники летящих в США россиян?
Идеал со сроком годности
От Монро до Кардашьян: как менялись пропорции женской фигуры каждые 10 лет
Спортзал для двоих
Лондонская пара прославилась в сети как самая тренированная в мире
Новая американская мечта
Что такое Fuck You Money, или Как уйти на пенсию в 35 лет
Ищут пожарные, ищет милиция
Десятилетний розыск пропавшей британской девочки обошелся в 16 миллионов фунтов
Восточные легенды
Культовые японские автомобили ушедших лет
Цвета для победителей
Самые известные гоночные раскраски в мире
Самые необычные ДТП
Автомобили на крышах, в бассейнах и другие непонятные аварии, достойные премии
Очень страшные «Рейндж Роверы»
Самые жуткие варианты тюнинга автомобилей Land Rover
Бог простит
В церкви нашли квартиру с красной мебелью и портретами в стиле поп-арт
Фрэнк ГериСпугнули рыбу
Почему антисемиты изгнали из Канады создателя «танцующего дома»
«Наш дом — колония строгого режима»
История семьи, оказавшейся на грани распада из-за дачи
Цветам не место в доме
Почему дети мешают взрослым жить счастливо в собственных квартирах