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[사이테크 플러스] “Development of a DNA sensor that distinguishes between infectious and non-infectious coronaviruses”

US research team “detects infectious virus in 2 hours”

Using DNA fragments and nanopore technology

(Seoul = Yonhap News) Reporter Joo-Young Lee = A DNA sensor has been developed that can test whether the virus in the body is contagious in the early stages of infection and after being cured.

University of Illinois at Urbana-Champaign, U.S. Professor Louyi and Benito Marinas’ research team integrated a specially designed DNA fragment and nanopore technology in the scientific journal ‘Science Advances’ on the 23rd, and developed an infectious virus within 2 hours. It has developed a DNA sensor that can detect

The research team explained that the DNA sensor was applied to the Corona 19 virus and human adenovirus and the performance was verified.

새로운 DNA 센서는 선택성 DNA 조각과 민감한 나노구멍(nanopore) 기술을 이용, 전염성이 있는 바이러스와 전염성이 없는 바이러스를 구별한다. [Ana Peinetti 제공. 재판매 및 DB 금지}

코로나19 바이러스(SARS-CoV-2) 검사에는 실시간 유전자증폭(RT-PCR)이 사용되는데, 유전물질을 탐지해 바이러스가 있는지는 알 수 있으나 전염성은 확인할 수 없다.

논문 제1 저자인 애너 페이네티 박사는 “DNA 센서는 특별한 DNA 분자와 매우 민감한 나노구멍 기술을 결합한 것”이라며 “바이러스의 전염성 상태는 환자들이 다른 사람을 감염시킬 수 있는지 또는 환경 소독 방법이 효과가 있는지 확인할 수 있는 중요한 정보”라고 말했다.

코로나19 바이러스의 경우 RNA 수치 자체는 전염성과 큰 관계가 없는 것으로 드러나고 있다. 감염 초기에는 바이러스가 검출되지 않을 정도로 적어도 전염성이 높지만 치료 후에는 바이러스 RNA 수치가 높아도 전염력이 없는 경우가 많다.

루 이 교수는 바이러스의 전염력 여부를 판단하기 어려운 현 검사법에서는 감염자의 치료나 격리가 늦어지거나 전염력이 있는 환자를 너무 빨리 퇴원시키는 문제가 발생할 수 있다고 지적했다.

현재도 바이러스 전염성 검사에 ‘플라크 검사법’이 사용되지만 특별한 준비과정과 수일간의 배양 기간이 필요해 신속한 방역 등에 활용하기는 어렵다.

DNA 압타머는 전염성 바이러스에 선택적으로 결합하며, 나노포어 센서 외에도 바이러스가 있으면 색이 변하는 담금봉(dipstick) 검사 등 다른 플랫폼에도 적용될 수 있다. [ Ana Peinetti 제공. 재판매 및 DB 금지]

DNA aptamers selectively bind to infectious viruses, and in addition to nanopore sensors, they can be applied to other platforms, such as dipstick tests that change color in the presence of viruses. [ Ana Peinetti 제공. 재판매 및 DB 금지]

The research team developed an aptamer, a DNA molecule with a specific structure that can recognize viruses as well as distinguish the infectivity of viruses. Aptamers selectively bind only infectious viruses.

The research team explained that the DNA sensor does not require sample pretreatment, so it can be used for other pathogenic viruses that are not cultured in the laboratory, and results can be obtained within 30 minutes to 2 hours.

As a result of applying the DNA sensor to human adenovirus and Corona 19 virus, the research team measured the presence and infectivity of the virus even at a low concentration of 1 plaque forming unit (pfu)/ml for human adenovirus and 10,000 copy/ml for Corona 19 virus appeared to be possible.

The research team expects that if DNA aptamer is manipulated, it can be applied to other virus tests. are doing

Prof. Marinas said, “Distinguishing the contagiousness and non-infectious nature of the virus is very important for the control of infectious diseases. We can develop it,” he said.

scitech@yna.co.kr