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新技术可以在创纪录的时间内诊断镰状细胞疾病

科罗拉多大学博尔德分校和科罗拉多大学安舒兹医学校区的研究人员已经开发出一种新方法,可以在短短一分钟内灵敏,精确地诊断像镰状细胞病这样的血液疾病。他们的技术小于四分之一,只需要一小滴血就能评估蛋白质相互作用,功能障碍或突变。

该小组于10月15日在Small期刊上发表了其研究结果。

该研究的合著者,生物化学和生物化学系副教授安杰洛·达莱桑德罗(Angelo D'Alessandro)说:“在非洲,由于缺乏早期诊断,镰状细胞疾病是5岁以下儿童死亡的5%。 CU Anschutz分子遗传学和医学,血液学部门。“这种常见的威胁生命的遗传疾病在世界贫困地区最为普遍,而新生儿筛查和诊断很少。”

镰状细胞病会影响血红蛋白,血红蛋白是红细胞中的一种分子,可将氧气输送至全身的细胞。在世界上疟疾流行的某些地区,血红蛋白的变异体已经形成,可导致红细胞呈月牙形或镰状。

“几乎所有生命活动都与蛋白质有关,”研究合著者丁小云说。丁小云是美国加州大学博尔德分校机械工程系Paul M. Rady助理教授。“我们认为,如果我们能够测量蛋白质热稳定性的变化,就可以检测出影响蛋白质稳定性的疾病。”

蛋白质在特定温度下具有特定溶解度。当一个键与另一个键结合或蛋白质发生突变时,溶解度会发生变化。通过测量在不同温度下的溶解度,研究人员可以判断蛋白质是否已经突变。

在最近的发展之前,该研究的共同作者迈克尔·斯托维尔(Michael Stowell)是CU Boulder分子,细胞与发育生物学(MCDB)系的副教授,他和他的同事们使用热位移分析(TSA)来评估在不同条件下的蛋白质稳定性。这样的测试耗时约一天。现在,借助新技术,即声学热位移分析(ATSA),他们可以执行相同操作,但速度更快且灵敏度更高。

ATSA利用高振幅声波或超声波来加热蛋白质样品。然后,该工具连续测量数据,记录每摄氏度变化的一部分中溶解了多少蛋白质。

丁说:“我们的方法灵敏度提高了7到34倍。”“ ATSA可以区分镰状细胞蛋白和正常蛋白,而传统的TSA方法则不能。”

ATSA的另一个好处是降低了人工和设备的成本。

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