Twist室温稳定RNA对照推动分子检测的全球普及

【字体: 时间:2022年04月25日 来源:Twist Bioscience

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  Twist封装RNA对照保质期更长、容易运输和储存,并更具实用性,这可以帮助世界各地的实验室节省宝贵的时间,同时不牺牲检测质量。

当传染病出现时,诊断速度当然是越快越好。基于RT-PCR、RT-LAMP及其他扩增技术的分子检测能够显著缩短诊断周转时间,逐渐被视为金标准。然而,这些检测所用的许多试剂在储存和运输过程中都需要冷冻,这带来了巨大的挑战。

冷冻设备往往很笨重,需要大量能源,而且在电源受损时容易出现故障。此外,由于低温储存的维护成本相当高,一些偏远社区往往无法提供即时分子诊断,这严重阻碍了公共卫生工作的开展。

开发在室温下保持稳定的分子检测试剂意味着向推动金标准诊断的普及迈进了一大步。为此,Twist Bioscience与室温生物保存领域的领先公司Imagene合作,生产封装的合成RNA对照,它们在室温下特别稳定。这些合成对照可作为诊断检测中必需的阳性对照试剂。因此,这种RNA可用于实验室中传染病检测的验证和确认,而无需超低温储存。

在此,我们简单介绍一下Twist RNA的稳定性提高是如何实现的,以及这可能对分子诊断产生什么影响。

RNA在室温下的稳定性如何?

RNA在室温下极其不稳定,这一点都不奇怪。造成这种现象的原因有很多,包括RNA的基本机构。与DNA不同,RNA的核糖上有一个2’-羟基基团,它会攻击连接两个核糖核苷酸的磷原子,并破坏将它们连在一起的共价键。水的存在对这种攻击特别有利,这意味着储存在水溶液中的RNA特别容易降解。

减慢RNA降解速度的一种方法是将样品保存在超低温条件(-20或-80°C)下,以此来减少分子运动。这不仅减少了RNA的自我破坏,也阻碍了RNA的酶降解。然而,即使在冷冻条件下,降解仍然会发生(尽管速度很慢),这就限制了RNA样品的保质期。

脱水是提高RNA样品稳定性的另一种方法。没有水来催化2’-羟基攻击和促进分子移动,RNA降解在无水条件下显著减少。然而,为了维持无水条件,研究人员必须考虑脱水RNA的储存环境。水是标准大气条件下的重要组分,能够将样品再次水化,最终导致其中包含的RNA消失。


适用于RNA长期储存的Imagene RNAshell微胶囊的设计。图片由Imagene提供。

为了延长RNA样品的寿命,Imagene开发出一种存储解决方案,将脱水的RNA样品储存在玻璃管中,并密封在不锈钢“微胶囊”内。这些储存容器中的气体主要是氩气和氦气,而氧气和水的含量低于1 ppm4。直接比较的结果表明,将RNA样品储存在这些微胶囊中的可行性至少与储存在超低温条件下相当。模拟结果还表明,封装的RNA可能在室温下保持稳定长达十年之久。

稳定RNA以促进分子检测开发

超低温冰箱的维护是一项昂贵的任务。不仅前期成本高,而且这些设备需要大量能源,须占用宝贵的实验室空间,而且需要持续监控以防电源中断。因此,实验室中的冰箱数量可能很有限。

超低温储存的空间有限,这意味着实验室必须滚动订购试剂,使其不超出冷冻室的容量。低温储存的瓶颈限制了实验室开展分子检测的能力,包括鉴定SARS-CoV-2等病原体的重要检测。降低对低温储存的需求有望对分子生物学产生变革性的影响。

Twist Bioscience一直在合成RNA对照,以避免研究人员面对病毒来源RNA所带来的危险和变化。Twist的合成RNA对照可用于确定检测限,监控日常检测变化,并作为SARS-CoV-2的阳性对照材料列在美国食品和药品管理局(FDA)网站上。

无论是科学研究还是即时检测应用,阳性对照都至关重要。不过基于上面列出的种种原因,如果您没有建立强大的冷链,运输和储存RNA阳性对照将会很困难。

这就是Twist与Imagene合作的原因:让更多用户获得合成SARS-CoV-2 RNA并促进更轻松的检测开发、验证和确认。在不需要低温储存的情况下,人们可以储存大量的封装RNA对照,以便在需要时快速取用。

Twist首席执行官兼联合创始人Emily M. Leproust博士称:“全球COVID-19大流行对世界上很多地区而言仍是一个威胁,特别是那些没有足够疫苗的国家。事实上,在这些地区以及所有地区,SARS-CoV-2病毒已经站住了脚,并且仍然对大量人口造成威胁。我们的合成RNA对照将有助于鉴定、检测和追踪SARS-CoV-2变异株。有了这些新的封装版本,我们现在能够将其运输到世界上任何地区并储存,为每个社区提供更具成本效益的长期解决方案,以协助监测和控制这场持续的危机。”

Twist封装RNA对照保质期更长、容易运输和储存,并更具实用性,这可以帮助世界各地的实验室节省宝贵的时间,同时不牺牲检测质量。

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